重庆大学周绪红院士团队：建筑高强结构钢高温力学性能

随着加工、生产和制造技术的不断发展与进步，钢材的强度上限不断提高。国际上一般把屈服强度高于460MPa 的钢材划分为高强钢。目前国内外已经研制出多种强度的高强钢，如澳大利亚的BISPLATE 80 钢，欧洲牌号为S460、S690 和S960 的高强钢，以及我国牌号为Q460、Q690 和Q960 等系列的高强钢。

▲ 高强钢的应用案例

高强钢结构具有高承载性能和轻量化设计的优点，可以实现高效使用、可靠设计和绿色低碳的目标，并在运输和安装、材料成本、连接方式和涂层消耗等方面具有相对显著的经济效益。高强结构钢因具有较高的强度和良好的可加工性能，近年来在建筑结构中得到了广泛的应用和推广。

▲ 钢结构火灾下倒塌案例

火灾严重威胁人们的生命和财产安全，会造成巨额经济损失。在所有火灾中，建筑火灾是最常见的一种，它除了危害建筑物中人员生命健康，还威胁建筑结构的稳定和安全。钢结构耐火性能差，在火灾高温下，无防火保护的钢构件温度急剧升高，造成其强度和刚度的急剧退化，在火灾持续一段时间后，建筑钢结构达到承载能力极限状态而破坏。面对近年来火灾频发及火灾风险增加的趋势，深入研究高强钢材料在高温下的力学性能不仅具有重要的理论价值，更具备较高的实际应用价值。

作者简介

王卫永，1982年生，重庆大学教授，博士生导师，结构工程系主任。首批“重庆英才青年拔尖人才计划”入选者，重庆市杰出青年基金获得者，重庆市第四批学术技术带头人，《建筑钢结构进展》副主编，长期从事钢结构和组合结构抗火方面的研究。主持国家级和省部级科研项目20余项，其中国家自然科学基金5项。出版专著3部，主编教材1部，参编教材2部，发表论文220余篇。编制行业、协会标准6部。授权发明和实用新型专利33项，软件著作权8项。获教育部科技进步一等奖1项，中国钢结构协会科学技术特等奖1项，一等奖2项。获中国钢结构协会创新人才奖，国际先进材料协会科学家奖，高性能钢结构“优秀青年学者奖”。

周绪红，1956年生，中国工程院院士、著名结构工程专家、重庆大学教授、日本工程院外籍院士、英国皇家结构工程师学会资深会士、英国皇家特许结构工程师，曾任湖南大学副校长、长安大学校长、兰州大学校长和重庆大学校长。长期从事钢结构、钢-混凝土混合结构和桥梁结构方向的教学与科研工作，先后获得国家科技进步一等奖一项、二等奖三项、国家教学成果二等奖三项，荣获第二届全国创新争先奖、2020年度何梁何利基金科技进步奖、中国工程建设标准化协会“标准大师奖”、中国钢结构协会最高成就奖、重庆市科技突出贡献奖、首届重庆市杰出英才奖、陕西省有突出贡献专家称号和中国钢结构三十年领军人物称号等。

王子琦，1998年生，重庆大学土木工程专业博士生，研究方向为钢结构和组合结构抗火，2016年和2020年毕业于重庆大学分别获学士学位和硕士学位，获“重庆市优秀毕业研究生”、“重庆大学优秀研究生”等荣誉称号，硕士学位论文获评"重庆市优秀硕士学位论文"；曾赴香港理工大学学习交流4个月，发表学术论文6篇；出版学术专著1部；参加国内外大型学术会议作口头报告2次；获发明专利授权1项，实用新型专利2项。

重庆大学钢结构中心结构抗火研究团队从2008 年开始开展高强钢结构抗火性能研究，指导研究生完成了大量高强结构钢的高温力学性能试验和构件的耐火性能试验，《建筑高强结构钢高温力学性能》主要介绍作者的课题组在建筑高强结构钢材料力学性能方面进行的研究工作和取得的科研成果。

《建筑高强结构钢高温力学性能》

王卫永，周绪红，王子琦著

北京:科学出版社，2025.3

ISBN 978-7-03-080646-8

本书通过对Q460、Q690 和Q960 三种高强钢的详细研究，系统地探讨了高强结构钢在高温下的力学性能，为解决建筑火灾中高强钢结构的抗火设计问题提供了可靠的数据支持和模型参考。本书共分八章，内容包括以下几个方面。

• 高温下力学性能：探讨高强钢在高温下的屈服强度、抗拉强度和弹性模量等力学性能的变化规律。

• 高温后力学性能：分析高强钢经历高温后的力学性能变化。

• 拉伸应变速率影响：探讨拉伸应变速率对高强钢高温下的力学性能的影响。

• 应力水平影响：探讨应力水平对高强钢高温后力学性能的影响。

• 高温下蠕变性能：研究高强钢在高温下的蠕变行为。

• 力学性能指标计算：总结高强钢在高温下及高温后的力学性能指标及其计算方法。

• 高温下应力-应变关系模型：建立高强钢高温下的应力-应变关系模型。

• 高温下蠕变模型：建立高强钢高温下的蠕变模型。

▲ Q960 钢应力-应变曲线拟合结果与试验结果对比

本书旨在系统总结和展示作者课题组在高强结构钢高温力学性能方面的研究成果，通过对高强结构钢在火灾条件下力学性能的深入研究，期望为建筑防火设计提供一定的试验和理论依据，进而推动高强结构钢在工程中的应用，提升高强钢结构在火灾中的安全性。此外，也希望本书通过展示研究成果，激发相关领域的进一步研究和探讨，推动高强钢结构抗火性能研究的不断深入。

本书的研究工作得到了国家重点研发计划(项目编号：2016YFC0701200)，国家自然科学基金面上项目(项目编号：51678090，51878086，52178110)，重庆市杰出青年科学基金项目(项目编号：cstc2021jcyj-jqX0021)，重庆市自然科学基金面上项目(项目编号：cstc2018jcyjAX0596)，中央高校基本科研业务费项目(项目编号：cqu2018CDHB1B02，2019CDQYTM027)等项目的资助。

本文摘编自《建筑高强结构钢高温力学性能》（王卫永，周绪红，王子琦著. 北京:科学出版社，2025.3）一书“前言”“第1章 绪论”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-080646-8

责任编辑:朱小刚

本书论述作者的课题组在建筑高强结构钢材料力学性能方面进行的研究工作和取得的科研成果，研究的钢材类型包含建筑高强结构钢系列产品中相对低强度的Q460结构钢、中等强度的Q690结构钢和较高强度的Q960结构钢。本书具体内容包括:高强结构钢高温下力学性能，高强结构钢高温后力学性能，考虑拉伸速率影响的高强结构钢高温下力学性能，考虑应力水平影响的高强结构钢高温后力学性能，高强结构钢高温下蠕变性能，高强结构钢高温下和高温后力学性能指标计算，高强结构钢高温下应力-应变关系及蠕变模型。本书内容新颖，系统实用，语言规范简练，是目前国内少有的一部涉及高强结构钢高温力学性能指标计算和设计的学术著作。

本书可供土木工程及相关领域的科技人员和高等院校相关专业的师生参考阅读。

（本文编辑：刘四旦）

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