【摘 要】
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高强钢作为一种新型环保材料,具有强度高、延展性好、加工性能好等优点,已成功应用于一些重要结构和标志性建筑中。梁柱端板节点是钢结构体系中的关键构件,传递梁柱间的荷载,对体系的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。外伸端板连接由于具有较大的连接刚度和承载能力,能同时传递弯矩和剪力而被广泛应用于实际工程。目前国内外缺乏对于高强钢外伸端板节点的抗火性能研究,为完善高强钢结构的相关理论研究,本文针对高强度Q46
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高强钢作为一种新型环保材料,具有强度高、延展性好、加工性能好等优点,已成功应用于一些重要结构和标志性建筑中。梁柱端板节点是钢结构体系中的关键构件,传递梁柱间的荷载,对体系的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。外伸端板连接由于具有较大的连接刚度和承载能力,能同时传递弯矩和剪力而被广泛应用于实际工程。目前国内外缺乏对于高强钢外伸端板节点的抗火性能研究,为完善高强钢结构的相关理论研究,本文针对高强度Q460钢外伸端板节点的抗火性能开展试验研究、有限元分析和转角-温度关系研究,主要内容如下:（1）高强度Q460钢外伸端板节点常温极限承载力试验;对2个不同端板厚度的外伸端板节点进行常温极限承载力试验,得到节点在常温下的弯矩-转角曲线、弯矩-应变关系和失效模式对比。增加端板厚度能明显提升节点在常温下的初始转动刚度、抗弯承载力和极限转角,但不影响失效模式。（2）高强度Q460钢外伸端板节点恒载升温试验;对3个外伸端板节点进行恒载升温试验,得到外伸端板节点在瞬态试验下的荷载-时间曲线、温度-时间曲线、转角-温度曲线和失效模式对比,研究了端板厚度和轴压比对临界温度、耐火极限、极限转角和失效模式的影响。增加端板厚度能有效提升转动能力,但对耐火极限和临界温度的提升并不明显;增大柱端轴压比会造成柱翼缘提前屈曲,使节点的转动能力、临界温度和耐火极限大幅度降低。（3）高强度Q460钢外伸端板节点抗火性能有限元分析;建立了显式考虑蠕变效应的高强度Q460钢外伸端板节点热力耦合模型,分别将考虑蠕变模型、无蠕变模型与试验进行对比,验证了考虑蠕变模型的准确性。采用此种分析方法,研究了节点弯矩比、柱端轴压比、端板厚度、升温速率和螺栓尺寸对节点抗火性能的影响。（4）高强度Q460钢外伸端板节点火灾下转角-温度关系研究;提出了高温下节点初始转动刚度和极限抗弯承载力的计算方法,采用适用于外伸端板节点的四参数指数模型,考虑高温下的高强钢材性折减,推导出适用于火灾下高强钢端板节点的转角-温度关系模型,并通过和试验结果对比进行了准确性验证。
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