Experimental research on ultimate bearing capacity of grouted-round-steel-tube N-joint

As an important structural member in self-supporting concrete floor during construction,encased steel truss-concrete composite beam has brilliant prospect in outer-jacketing structures for adding stories or mega frame structures.Compared with encased angle truss,encased round steel tube truss can facilitate layout of itself in column and facilitate layout and anchorage of prestressed reinforcement placed horizontally.N-joint is wildly used in encased steel truss.For cave-in failure easily occurs in hollow steel-tube joint,the idea that the chord is grouted to increase cave-in bearing capacity of hollow tube is proposed.Test results of 8 grouted-round-steel-tube N-joints from the beginning of loading to failure are reported.Mechanical property and failure mode of this kind of truss joint are analyzed,and the formulas of ultimate bearing capacity of the joint corresponding to different failure modes are established.All these can provide basic data for spreading encased steel truss-concrete composite beam.

MEASUREMENT OF K_(IC)OF MEDIAN OR LOW STRENGTH STEEL USING ROUND BARS WITH CIRCUMFERENCIAL CRACK

The size effect of tension round bars with circumferential crack was described and used to measure the plane-strain fracture toughness K_(1c) of median or low strength steel.The size of cylindrical specimen required for K_(1c) measurement is much smaller than that of standard specimen.The J-integral values of the cylindrical sqecimens were calculated to characterize the size effect.The finite element calculution and fracture morphology analysis have been conducted to eyplain the fact that smaller cylindrical specimen could be used to measure K_(1c) of median or low strength steel.

大直径钢筒圆度异常区快速检测方法

大直径钢筒在制作、运输、安装及运行时均可能因某些原因导致其出现一个或多个圆度异常区,以至于不满足设备验收和运行的相关要求。目前,针对大直径钢筒圆度异常的检测方法均较为复杂,并不适合快速检出。为此,本文基于三坐标测量原理,结合高精度全站仪的非接触自动测量模式,并采用Matlab编制了自动搜索程序,提出了大直径钢筒圆度异常区的快速检测方法。通过AutoCAD算例模拟和现场实测,结果表明,该检测方法不仅速度快,且可通过增加测点密度实现大幅提高检出精度,为后续修复和改进工作提供准确数据。

广义圆端形钢管混凝土短柱轴压承载力公式

为研究圆形、圆端形、变圆心角圆端形和矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的统一计算公式,采用两种不同本构关系建立广义圆端形钢管混凝土轴压短柱的ABAQUS有限元模型,利用90个钢管混凝土短柱轴压试验数据与有限元计算结果进行对比,验证了有限元模型的可靠性。通过改变构件的截面形状和材料强度,设置了9组共90个广义圆端形钢管混凝土轴压短柱有限元模型。对有限元计算结果展开参数分析,研究截面平直段高宽比和截面圆心角对钢管混凝土约束效应的影响。基于统一理论和约束分区方法,以截面形状影响系数对套箍系数进行了修正,并在GB 50936—2014推荐的圆形钢管混凝土短柱轴压承载力公式的基础上,建立了广义圆端形钢管混凝土短柱的轴压承载力简化计算公式,最后采用452个广义圆端形钢管混凝土短柱轴压试验数据对公式的准确性进行了验证。结果表明:当材料强度和含钢率一定时,广义圆端形钢管混凝土柱的套箍约束效应随着截面平直段高宽比的增大而减小,随着截面圆心角的增大而增大;简化公式的计算结果与试验结果吻合良好,适用于圆形、圆端形、变圆心角圆端形及矩形钢管混凝土短柱的轴压承载力计算。

鞍钢Φ110 mm圆钢孔型设计与轧制

鞍钢股份有限公司大型总厂连轧生产线设备升级后,采用“箱形-椭圆-圆-椭圆-圆”的孔型系统,完成了Φ110 mm圆钢孔型设计。轧制后,Φ110 mm圆钢平均成材率达到90.31%,外径在109.10~111.05 mm波动,平均椭圆度1.16 mm,满足生产要求。

电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土柱轴压性能研究

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明:该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎;试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比的增加而降低,受火120 min后该类试件的承载力降低了7.8%~13.9%。接着建立了有限元模型,该模型可很好地模拟实测结果。基于有限元模型开展了理论分析,结果表明初始荷载对该类组合柱的剩余承载力影响较小。参数分析表明当混凝土强度从30 MPa增加到90 MPa时,其强度折减系数降低了15.8%;当截面周长从1 228 mm增加到4 913 mm时,其强度折减系数提高了20.5%;当受火时间从0 min增加到180 min时,其强度折减系数降低了8%;但含钢率、高宽比和钢材强度对其强度折减的影响较小。最后给出了电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的剩余承载力的设计方法。

电炉短流程冶炼圆钢热顶锻开裂分析与控制

以张宣科技电炉短流程冶炼圆钢为研究对象,对圆钢热顶锻出现的单条和多条小裂口缺陷、单条和多条细长条状裂口缺陷、多条严重长条裂口缺陷产生原因进行分析,并针对缺陷产生原因对生产工艺进行优化。通过检测分析发现热顶锻单条和多条小裂口缺陷为连铸过程卷入结晶器保护渣导致,单条和多条细长条状缺陷为铸坯气泡缺陷导致,多条严重长条裂口缺陷为铸坯裂纹缺陷导致。根据缺陷产生原因对电炉、LF精炼和连铸冶炼过程进行优化,有效降低了卷渣缺陷、铸坯气泡缺陷和铸坯裂纹缺陷产生,热顶锻合格率明显提高,优化后冶炼过程未发现热顶锻开裂现象,热顶锻合格率接近100%。

40Cr圆钢热顶锻开裂原因

某40Cr圆钢热顶锻发生开裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验等方法对材料开裂原因进行分析。结果表明:40Cr圆钢裂纹缺陷处显微组织正常,组织中的非金属夹杂物成分含量符合产品标准要求;顶锻母材上的缺陷是由圆钢在轧制过程中出现的表面划伤导致的。最后提出了改进方法,以避免该类问题再次发生。

多跨连续圆竹-钢组合拱桥全预制快速拼装建造

为提高竹拱桥的跨越能力,以我国已建成的最长竹桥——玲珑大桥为启发,提出采用圆竹和钢材进行多跨连续圆竹-钢组合拱桥的全预制快速拼装建造方法,系统研究圆竹的调弯、防腐工艺和拱圈、拱上建筑的预制拼装,以及拱圈的变形控制等关键技术。结果表明:圆竹-钢组合拱桥的跨越能力明显优于竹拱桥,且结构变形较小;该桥型的构件全部采用预制拼装,具有造价低、施工快速、节能环保等优点,研究结果可为圆竹-钢组合拱桥在类似工程中的推广应用提供参考。

基于有限元模拟材料缺陷对U71Mn钢表面主裂纹的影响

通过有限元法研究了U71Mn钢在弹塑性状态下,其材料缺陷(孔洞)对表面主裂纹尖端力学行为的影响.重点分析了裂纹尖端张开位移(CTOD)、表面张开位移(FSOD)、孔洞方位角β与孔洞半径r等相关变量对裂纹尖端J积分的影响.结果显示,裂纹面对应力有屏蔽作用,导致裂纹面附近的应力松弛,而裂纹尖端对应力有放大作用,随着外力增加将导致裂纹的扩展;孔洞位于主裂纹尖端约-75°<β<75°范围时,孔洞将促进裂纹尖端的变形,导致CTOD及J积分值增加,促进主裂纹的扩展;而孔洞位于75°<β<90°或-90°<β<-75°范围时,孔洞将阻碍裂纹尖端的变形,导致CTOD及J积分值均比无孔洞时要小,从而抑制主裂纹的扩展.

关于高速棒材圆钢直线度的研究与实践

热轧圆钢产品对直线度要求高,直线度差会增加客户切损率。长钢轧钢厂针对连续发生的多起高棒圆钢因直线度差的质量异议,找出导致直线度差的原因,通过改造转毂、矫直冷床齿条以及降低精整工序钢材温度,有效提高了高棒圆钢产品质量。

40Cr热轧圆钢剪切开裂原因分析及改进工艺探析

某钢厂在生产Φ75 mm的40Cr圆钢时,在剪切下料过程中容易出现横向开裂问题,影响企业整体生产。为此,在了解40Cr热轧圆钢的生产工艺后,从样品的化学成分、金相组织、显微硬度等方面入手,分析开裂原因,进而明确裂纹原因主要为圆钢中存在夹渣缺陷;从石灰量、化渣剂、保护渣碱度等参数指标出发,针对性提出冶炼改进方案;对优化方案进行实践应用,结果表明,该优化方案可有效处理铸坯夹渣的问题,且使得对应轧材的表面缺陷率大幅度降低,能保证圆钢的生产质量,满足钢厂发展需要。

大型圆竹拱-钢拱组合结构建筑施工技术

合理利用竹材作为建筑材料,在创造经济效益的同时,对推动绿色低碳建造方式具有重要意义。但因圆竹特性与节点构造的复杂特性,限制了其在大型公共建筑中的发展。将竹拱与钢拱进行组合,利用钢拱为竹拱提供中间支撑,从而满足圆竹在大空间建筑上的使用需求。结合实际工程,详细介绍了大型圆竹拱–钢拱组合穹顶式建筑施工技术,以期为同类工程提供参考。

喂钢带碳浓度对连铸大圆坯宏观偏析的影响

结晶器喂钢带工艺是提高大截面连铸坯中心质量的有效方法之一.本文发展了液相-柱状晶-等轴晶三相体积平均凝固模型,探究了喂入钢带的碳浓度对连铸大圆坯凝固组织结构及宏观偏析分布的影响规律.结果表明:喂入钢带的碳浓度会极大地影响等轴晶与柱状晶的生长,碳浓度过低或过高均会降低喂钢带对等轴晶体积分数提高的效果.通过调控钢带溶质浓度可以直接影响铸坯内溶质浓度及分布,喂入1.0倍钢液碳浓度(r_(C)=1.0)的钢带对连铸坯宏观偏析的改善效果最佳,其中铸坯径向碳极差和宏观偏析指数极值差分别为0.165 7%和38.36%.

扁钢48×55的工艺设计与实践应用

扁钢作为一种常用的钢铁材料,因其具有较高的灵活性和适应性,故被广泛用于建筑、制造业等领域,随着新材料和新技术的出现,扁钢也在不同的领域中得到创新和应用。我公司三轧分厂对现用圆钢轧制料型进行分析,发现φ45规格和该料型接近,重新设计后4道孔型,采用平立交替箱方孔型,合理配置每道次的压下量,一次试轧成功,并具备批量生产条件,满足了客户需求。

高端特殊钢分切圆刀片热处理工艺研究

对分切圆刀片国内外的工艺技术研究现状进行综述,采用Cr12Mo1V1作为刀片基体材料,针对高端特殊钢分切圆刀片的特性进行热处理工艺研究。结果表明,空冷淬火后得到的分切圆刀片具有优异的力学性能。确定Cr12Mo1V1材料分切圆刀片的最佳热处理工艺为:加热至790℃退火保温2 h,随炉冷却至500℃后出炉空冷;淬火过程分为三个阶段,先升温至600℃保温0.5 h,再升温至850℃保温0.5 h,然后升温至1050℃保温1 h,空冷至室温;一次回火工艺为200℃×2 h,随炉冷却至室温;二次回火工艺为480℃×2 h,随炉冷却至室温。

高速钢大圆刀的热处理

高速钢大圆刀外径为200~420 mm、内径为145~254 mm、厚度为5~10 mm,不仅精度要求高,硬度要求高达62.5~64 HRC,大多采用盐浴炉淬火、回火。安徽嘉龙锋钢公司对外径为310 mm、内径为190 mm、厚5 mm的W6Mo5Cr4V2钢刀具在锻后退火和去应力退火后,在保护气氛炉中加热至1175~1185℃奥氏体化和氮气冷却,随后在台车式炉中540~550℃×3 h回火3次。结果表明:大圆刀的精度和硬度均符合要求。

基于ABAQUS的圆钢管含铁尾矿砂活性粉末混凝土短柱轴压性能研究

为研究圆钢管含铁尾矿砂活性粉末混凝土(RPC)短柱的轴压性能,综合已有的钢管RPC短柱受压性能的试验结果以及自身的实验结果,借助有限元分析软件ABAQUS,建立了已完成的钢管RPC短柱试验试件的有限元模型。将数值计算所得破坏形态、荷载-应变曲线、极限承载力与试验结果进行对比,论证了模型计算结果的可靠性。同时分析了套箍系数对试件轴压性能的影响。结果表明:圆钢管含铁尾矿砂RPC轴压柱破坏形态为两种,当套箍系数ξ在0.601~0.953之间时,为剪切破坏;当ξ>1时,为腰鼓形破坏。轴压短柱的荷载-应变曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降阶段和承载力上升阶段,部分试件没有承载力下降阶段会直接进入承载力持平阶段或上升阶段。最后根据试验结果拟合其计算公式,与现有文献中的极限承载力数据对比,得出的公式适用性较好,可为工程设计提供参考。

圆钢强化钢管混凝土梁正截面承载性能研究

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土梁弯曲性能的提升效果,首先制备6根钢管混凝土梁,包括1根参考梁和5根不同直径圆钢加固的强化梁,并开展四点弯曲试验;在此基础上,提出圆钢强化钢管混凝土梁正截面的弯曲承载性能计算理论,并通过试验验证其合理性;然后,分析圆钢强化梁正截面中性轴偏移规律以及各部分对弯曲承载性能的贡献,揭示拱腹焊接圆钢对钢管混凝土梁弯曲性能的提升机制;最后,采用建立的计算理论开展参数敏感性分析。研究结果表明:拱腹焊接圆钢可以降低钢管混凝土梁正截面中性轴位置,显著提高钢管混凝土梁的抗弯承载力;随着焊接圆钢直径增大,钢管弯矩承载力基本保持不变,圆钢和管内混凝土弯矩承载力提高,但圆钢弯矩承载力的提高速率更快,因此,强化梁抗弯承载性能的提高主要得益于圆钢的抗弯承载性能;提高钢管和圆钢强度均可有效提高钢管混凝土梁的抗弯承载能力,但提高圆钢强度对抗弯承载力的提升效果更为明显。

圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能提升机制

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制,在ABAQUS软件中建立了圆钢加固钢管混凝土梁数值模型,并采用试验数据验证了模型的合理性。通过分析圆钢加固钢管混凝土偏压构件的弯矩-挠度曲线、弯矩-纵向应变曲线、环向应变曲线、约束指数和中性轴偏移规律,揭示了焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制。进一步,分析了圆钢直径以及构件长细比对圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能的影响规律。结果表明:焊接圆钢可以降低截面中性轴的位置,增大受压侧钢管环向应变,从而提高了受压区混凝土面积,增强了受压侧钢管对混凝土的约束作用,进一步提升钢管混凝土偏压构件的抗弯承载力和弯曲刚度,并且圆钢直径越大提升幅度越高;圆钢加固钢管混凝土偏压构件的极限弯矩随着轴压比的增加而减小,减小的幅度随着圆钢直径和构件长细比的增加而增大,焊接圆钢提升大长细比偏压构件弯曲性能的效果更好,且对大长细比构件弯曲性能的提升效果随着轴压比的增加而增大。