新型耐火耐候結構鋼材鋼結構力學性能基礎理論研究

《新型耐火耐候結構鋼材鋼結構力學性能基礎理論研究》是依託清華大學，由石永久擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型耐火耐候結構鋼材鋼結構力學性能基礎理論研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：石永久
• 項目類別：面上項目

項目摘要

傳統鋼結構的抗火災能力和防腐蝕能力較差，近年來我國建築火災事故頻繁發生，因鋼材腐蝕而造成的結構破壞的事故屢見不鮮，造成了極大的人員傷亡和經濟財產損失，帶來了極其惡劣的社會影響。新型耐火耐候結構鋼材的出現及在建築領域的潛在套用極大程度地彌補了鋼結構的缺陷，耐火耐候結構鋼材是指具有耐高溫、耐惡劣氣候、耐腐蝕強度等性能的結構鋼材，結合耐火耐候鋼材在重大工程中套用提出的基礎科學問題，以及目前國內外對耐火耐候鋼材力學性能以及基礎設計理論缺乏必要研究的現狀，本項目採用理論分析、試驗研究和數值模擬相結合的方法，從新型耐火耐候鋼力學性能、連線和構件承載性能多個層面的基礎科學問題展開深入的研究。積累新型耐火耐候鋼材基礎研究數據，研究新型耐火耐候鋼材和連線受力性能，提出新型耐火耐候鋼材構件的基本理論和設計方法。本項目的研究對於發展鋼結構設計計算理論，提高建築鋼結構的安全性和經濟性具有重要的理論和套用價值。

結題摘要

本項目以武鋼集團研發的WGJ高性能耐火耐候鋼材和首鋼集團研發的BFRW10高強度耐火螺栓連線材料為基礎，通過大量的常溫和高溫試驗研究、數值計算以及理論分析，在結構材料、連線、基本構件等多層面研究了WGJ高性能耐火耐候鋼和BFRW10高強度耐火螺栓材料在常溫和高溫下的基本力學性能，研究了耐火耐候鋼焊接工形截面的殘餘應力分布規律，研究了耐火耐候鋼受壓柱在常溫和高溫下的整體穩定性能，以及小空間火災和大空間火災下的整體穩定性能，研究了耐火耐候鋼受彎構件在常溫和高溫的整體穩定性能，研究了高強度耐火螺栓接頭在常溫和高溫下的抗剪性能。本項目在深入研究的基礎上，建立了高性能耐火鋼和高強度耐火螺栓材料在不同溫度條件下的應力-應變關係模型，建立了高性能耐火鋼焊接工形截面殘餘應力分布模型，提出了WGJ耐火鋼焊接工字形截面受壓構件在常溫和高溫下的整體穩定設計方法，提出了WGJ耐火鋼焊接工字形截面受彎構件在常溫和高溫下的整體穩定設計方法，提出了採用WGJ耐火鋼和高強度耐火螺栓的連線接頭在常溫和高溫下抗剪承載力計算公式。 本項目研究成果已在國內外有影響的學術期刊和會議公開發表高質量學術論文11篇，在論文評審和發表過程研究工作得到了同行的高度評價，尚有多篇論文正在整理、投稿和審閱中。結合項目研究已有3名博士研究生和2名碩士研究生完成了學位論文並取得學位；根據本項目的研究成果正在編制CECS技術標準《耐火鋼壓型鋼板組合樓板技術規程》。本項目研究成果已12次在國內外學術會議和學術講座中交流，擴大了本項目研究的學術影響力，為宣傳和推廣套用耐火耐候鋼材鋼結構發揮了重要作用。 本項目的研究工作深入揭示了耐火鋼材及其高強度耐火螺栓連線在常溫和高溫下的基本性能，形成了評價耐火鋼基本構件和連線安全性的基礎性分析和計算方法，為耐火鋼和高強度耐火螺栓在建築結構中的工程套用提供了理論基礎和科學依據。