耐火钢属于耐高温低合金钢,能在火灾发生时的一段时间内保持较高的强度,耐火钢在高温环境中具有防火抗倒塌功能,在大型装配式钢结构建筑工程领域得到了广泛的应用,有效地解决了钢结构受火灾破坏的问题,极大地减少人员伤亡和经济损失。目前,耐火钢的研究多集中于其合金元素添加及微观组织结构,为了进一步研究耐火钢在火灾高温中的力学性能及在火灾高温冷却后的力学性能,本文对Q235FRB和Q345FRB两种钢材进行了力学性能研究,具体包括如下内容:首先,基于高温稳态试验方法,进行了高温下Q235FRB和Q345FRB的拉伸试验,获取了不同温度工况下Q235FRB和Q345FRB的应力-应变曲线和高温下各项力学性能参数指标(弹性模量、屈服强度、抗拉强度和极限伸长率)的折减系数,并将试验结果与已有文献结果进行了对比分析。结果表明:高温下Q235FRB和Q345FRB的弹性模量、屈服强度、抗拉强度随着试验温度的升高而逐渐下降,当温度达到400℃后,屈服强度、抗拉强度折减速度明显加快;当温度到达到800℃,各项力学指标均已失效,下降到常温力学性能的10%。其次,探究了不同冷却方式(自然冷却、浸水冷却)与过火温度对Q235FRB和Q345FRB的力学性能影响,并将试验结果与已有文献结果进行了对比分析。结果表明:高温冷却方式对Q235FRB和Q345FRB钢材的弹性模量影响很小,在自然冷却和浸水冷却条件下,随着过火温度的升高,弹性模量折减系数仅在小范围内波动,对其屈服强度、抗拉强度和伸长率有较大影响。自然冷却条件下,两种钢材的抗拉强度随着过火温度的升高而不断降低,900℃时较常温时抗拉强度降低10%左右;而屈服强度随着温度的升高,开始缓慢升高之后下降,当温度到达900℃时,屈服强度较常温降低40%左右。浸水冷却条件下,两种材料的抗拉强度随着过火温度的升高而不断升高,900℃时较常温时抗拉强度升高20%左右;Q235FRB和Q345FRB的屈服强度随着温度的升高,当温度到达900℃时,屈服强度较常温升高30%左右。再次,研究了20℃和-40℃环境下,Q235FRB和Q345FRB的冲击韧性,分析低温对其冲击韧性的影响。结果表明:在低温时,其冲击韧性与常温时差别不大;相对于普通钢,在低温时耐候钢表现出优良的冲击韧性。最后,运用ABAQUS有限元软件对耐火钢和普通钢的钢结构框架进行算例分析,以验证在实际工程中其力学性能差异。通过有限元模拟发现,在火灾事故中,耐火钢抵抗变形的能力优于普通钢。