升温速率对强约束钢管柱温度内力影响的试验研究

对5个国产Q345无缝钢管柱试件进行轴向位移约束的升温试验,预设升温速率分别为13.0,8.7,6.2,4.9,3.9℃/min,研究升温速率对强约束轴心受压钢管柱温度内力的影响规律。试验结果表明:升温速率越大,单位时间温度增量越大,单位时间温度内力越大,温度内力随时间的变化是二次函数。而温度内力虽然随温度增量变化也是二次函数,但是升温速率越大,构件内部单位温度增量引起的温度内力增量反而越小。试验研究可为进一步研究钢结构构件在火灾中的温度内力规律提供新的思路。

强约束轴心受压钢管柱耐火性能试验研究

为正确评估强约束钢管柱的耐火性能,利用自行研制的杆系结构构件温度轴力测量装置,采用恒载升温试验方法,设5级初应力水平,6种长细比,对30根Q345钢管柱进行试验研究,揭示轴心受压钢管柱在强约束下的耐火性能。试验结果表明:强约束钢管柱在温升作用下的温度应力相当大,对钢管柱破坏有决定性作用,在耐火设计与评估中必须考虑。钢管柱在高温作用下,破坏前其弹塑性性质较为明显。相同长细比的构件,在较高的初始应力水平作用下,极限承载力大、温度应力小、临界温度低;反之相反。在相同初应力水平下,长细比对强约束钢管柱的极限承载力和温度应力的影响并不敏感,但长细比大的试件为失稳破坏,破坏后变形很大;长细比较小的试件为强度破坏,破坏后变形较小。以试验数据为基础给出两端固定Q345钢管柱的下限临界温度回归计算公式,可用于火灾中约束刚度不变的钢结构耐火设计与评估。