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钢材因强度高、自重轻、抗震性能好等优点广泛应用于建筑结构中,随着大跨度钢结构和超高层建筑的设计和修建,高强钢材逐渐得到使用。钢材不耐火的缺点使得火灾对于建筑钢结构的危害很大,局部火灾下建筑结构中的某些构件发生严重或轻微损坏,在进行修补和加固后仍可继续使用,预测火灾后构件的剩余承载力至关重要。火灾产生的高温不仅影响钢柱截面残余应力分布情况,还因材料力学性能的降低而影响火灾后的稳定承载力,本文对高强Q690钢焊接截面柱受火后残余应力及轴压稳定性能进行试验研究及有限元分析,提出设计方法和简化计算公式,主要完成了以下几方面工作:(1)采用切条法测量了6个高强Q690钢焊接H形、箱形截面试件在常温下和600℃、800℃后的截面残余应力大小与分布,并与普通Q235钢和高强Q460钢研究结果进行对比分析。基于试验数据和国内外关于残余应力的研究,提出了两种截面形式高温后的残余应力模型,以及残余应力降低系数。(2)使用ANSYS软件模拟试件焊接及受热过程,得到焊接残余应力和高温后残余应力有限元分析结果,再与试验结果进行对比验证;分析参数受火温度、恒温时间及蠕变变形对高温下及高温后残余应力分布及大小的影响;基于参数分析结果,结合已有的关于普通Q235钢、高强Q460钢的研究成果,拟合出H形截面、箱形截面在火灾下及火灾后的残余应力降低系数计算公式。(3)对两种截面尺寸的4根高强Q690钢H形截面钢柱进行常温下和800℃高温后的轴心受压试验,研究了其破坏模式和极限承载力。(4)使用ABAQUS软件建立考虑几何初始缺陷和截面残余应力的有限元模型,将有限元分析结果与试验结果进行对比分析,验证模型的准确性和可靠性;在此基础上,进行大量参数分析,研究受火温度、冷却方式、长细比和残余应力对整体稳定系数的影响,并与普通Q235钢和高强Q460钢研究结果进行对比分析。(5)得到不同受火温度、冷却方式和长细比下高强Q690钢H形截面钢柱的稳定系数之后,根据常温下和高温下的轴压构件承载力计算公式,引入受火后稳定验算参数,提出高强Q690钢柱受火后的剩余稳定承载力简化计算方法,为工程应用提供参考。