不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

600 MPa级钢筋套筒灌浆连接性能试验研究

为研究600 MPa级钢筋套筒灌浆连接性能,设计制作了24个钢筋连接接头试件,并进行单向拉伸试验。研究结果表明:增大钢筋锚固长度、增加套筒环肋数量、提高灌浆料强度,均可提高接头的极限荷载,减小残余变形。当钢筋锚固长度为8 d、套筒环肋数量不少于4道时,进一步增加了套筒环肋数量,对接头抗拉强度的影响较小,但仍可较明显地减小接头残余变形。对于22 mm的600 MPa级钢筋套筒灌浆连接,建议钢筋锚固长度不小于8 d,套筒每端环肋数量不少于5道,灌浆料抗压强度宜不小于80 MPa。

600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁抗裂性能研究

研究配制最大力总伸长率大于9%的600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁的抗裂性能。进行了不同混凝土强度等级(C30、C40、C50、C60)和不同钢筋强度等级(335、400、600 MPa)的钢筋混凝土梁抗裂度的系统试验,结果表明:钢筋强度的增加对混凝土抗裂性能提高有限,混凝土强度仍是影响抗裂的重要因素。通过开裂弯矩试验值与GB 50010、JTJ 267、DL/T 5057等现行规范计算值的详细比较分析可知:现行各混凝土设计规范中,对于混凝土强度fcu≥50 MPa的情况,其计算值都高于实测值较多,即现行规范高估了强度等级为C50以上的钢筋混凝土梁的抗裂性能,其设计抗裂安全性偏低。由此,基于试验实测数据,给出了钢筋混凝土梁抗裂度的修正公式,其与试验结果吻合良好。

配置600MPa级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

通过对配置600 MPa级钢筋混凝土梁进行受弯试验,分析讨论了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中关于受弯承载力、挠度的公式的适用性,同时与配置普通500 MPa级钢筋混凝土梁的受力性能进行对比.试验结果表明:配置600 MPa级钢筋混凝土梁的受弯特征与普通钢筋混凝土梁相同,均能实现延性破坏,并且在梁受力的正常使用极限状态下,《规范》中关于受弯梁的承载能力、挠度的公式仍能继续沿用.

600MPa级超细晶粒钢摩擦焊过程性能分析

利用摩擦焊对直径为13 mm的600 MPa级别的超细晶粒钢进行了焊接.结果表明,严格控制摩擦焊工艺参数,超细晶粒钢具有良好的摩擦焊焊接性.超细晶粒钢摩擦焊接头热影响区出现了轻微的晶粒长大,尺寸至9~11μm.接头性能分析表明,超细晶粒钢摩擦焊接头强度可达715 MPa,断面伸长率22%,断面收缩率68%,冲击韧性可达98 J,呈典型的韧性断裂.急停试验表明,摩擦焊过程中变形区金属在摩擦扭矩和轴向压力大作用下,沿着轴向、切向、径向三个方向流动.随摩擦时间的增加,不同区域的晶粒的尺寸都略有增加,其中以高温区增加最为明显.

配置600MPa钢筋高韧性混凝土框架中节点变形性能

通过对配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点进行拟静力试验研究,对比分析高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的破坏特征、节点核心区剪切变形、梁端塑性铰变形及各种变形组成比例等。研究结果表明:配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土中节点的破坏特征比普通混凝土节点得到显著改善,节点核心区剪切变形得到减小,梁端转动能力得到增加。减小配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点轴压比或剪压比、增加配箍特征值能够改善节点核心区的剪切变形,提高梁端塑性转角,从而提高配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的变形性能。

600 MPa级元宝梁用钢冲压开裂原因分析

为解决元宝梁冲压开裂问题,用OM和SEM等仪器与ABAQUS有限元仿真软件对600 MPa级元宝梁用钢冲压开裂原因进行了分析.结果表明:600 MPa级元宝梁用钢化学成分、力学性能与冷弯性能均满足标准要求,金相组织为准多边形铁素体与少量珠光体的混合组织,不存在带状组织;开裂件断口形貌呈现出明显鱼骨状形貌,钢板中心分层,两侧分布起源于中心分层并沿同一方向扩展的三角形台阶状断口,不同形貌断口均属于韧性断裂,而断口整体形貌显示材料在断裂前没有发生缩颈过程.利用ABAQUS软件对"先冲压再压边工艺"与"先压边再冲压工艺"两种工况进行有限元分析,结果显示:先冲压再压边工艺边部应力集中更严重,边部节点应力超过了材料抗拉强度从而导致撕裂现象的发生;由"先冲压再压边工艺"改为"先压边再冲压工艺"后元宝梁冲压开裂率由50%降至0,材料边部变形均匀,未见缩颈与开裂现象发生.

600MPa级汽车车轮用钢的工业试制

针对高强度车轮钢高成形性和高疲劳寿命的要求,在C、Mn成分基础上采用Cr等合金化的成分设计,采取分段冷却和中温卷取工艺,济钢开发出高延伸凸缘性能的汽车车轮用钢,其微观组织为铁素体、贝氏体及少量马氏体,抗拉强度在600 MPa以上,延伸率≥24%,扩孔率≥70%,制成的车轮较原普通低合金高强度车轮减重10%以上,车轮弯曲疲劳寿命达到60万次以上。

600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系研究

为了探究600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系,为600 MPa钢筋在混凝土结构的应用提供理论依据,通过4组42个试件进行中心拉拔试验,研究混凝土强度、钢筋锚固长度以及混凝土保护层厚度等因素对600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系的影响规律。结果表明:600 MPa级钢筋在高强混凝土中的拉拔破坏模式包括钢筋拔出破坏、混凝土劈裂破坏、钢筋屈服破坏3种模式;钢筋拔出破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段)、下降段和残余段;混凝土劈裂破坏的黏结-滑移曲线只包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段);钢筋屈服破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段)和水平段。在不发生钢筋屈服破坏情况下,极限拉拔荷载随混凝土强度、锚固长度、钢筋直径的增加而增大。基于试验结果,分析600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结破坏特征和黏结-滑移机理,提出了劈裂破坏情况下600 MPa级钢筋与高强混凝土的黏结-滑移关系模型及模型参数的表达式,所提模型及模型参数表达式与试验结果吻合良好。

Ni对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响

通过改变气保护药芯焊丝中Ni元素的添加量,研究Ni元素对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响。研究表明:当w(Ni)为1.0%时,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,-20℃低温冲击韧性达到69 J;随着w(Ni)的增加,焊缝金属强度逐渐提高,而韧性则先下降后上升。适当Ni元素有利于提高焊缝金属的低温韧性。

配置600 MPa级钢筋的混凝土十形截面柱抗震性能试验

通过对6个配置600 MPa级钢筋的混凝土异形柱和1个配置HRB500钢筋的普通混凝土异形柱进行低周反复加载试验,分析轴压比和箍筋间距对600 MPa级钢筋异形柱构件的破坏特征、承载能力、变形能力、滞回能力、耗能能力以及刚度退化的影响规律,研究600 MPa级钢筋在异形柱中的适用性。结果表明:所有试验异形柱在剪力和弯矩共同作用下均发生弯曲剪压型破坏;小箍筋间距能够提高异形柱的延性性能和耗能能力,改善异形柱的抗震性能;轴压比对于异形柱变形能力有显著影响,高轴压比下,其变形能力差,但是承载力有所提高;与普通钢筋异形柱相比,配置600 MPa级钢筋的异形柱承载能力有所提高并且具有优良的抗震性能。

600MPa级钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究配置600 MPa级钢筋混凝土柱的抗震性能,对5个配置600 MPa级钢筋混凝土柱和1个对比普通钢筋混凝土柱进行低周往复荷载试验;分析了钢筋强度、箍筋间距和轴压比对试件破坏形态、滞回性能、承载力及延性、耗能性能以及刚度与强度退化的影响。研究结果表明:试件仍主要发生弯曲破坏,但600 MPa级纵筋与混凝土间出现了明显的粘结失效,且纵筋容易断裂;提高钢筋强度,试件的承载力和能量耗散均显著增加,但延性和耗能能力有所降低;而增大箍筋间距会明显降低试件延性和耗能能力,加快试件后期的强度衰减,但基本不影响承载力。总体上看,600 MPa级钢筋混凝土柱具有较好的抗震性能,能通过合理的设计将其应用于抗震结构中。

安钢600 MPa级经济型热轧双相钢的生产实践与应用

根据安钢1780 mm热连轧机组工艺现状及层流冷却设计能力,采用低温卷取和三阶段冷却方式来生产热轧600 MPa级双相钢。主要通过在Q345B基础上不添加Cr、Mo、Nb等微合金元素,适当降低C含量,提高Mn和Si含量来拓宽铁素体生成区间,抑制珠光体和贝氏体的生成,使其形成理想比例的铁素体和马氏体的经济型成分路线。牌号为AG580DP卷板在山东和河南某厂加工性能、疲劳性能良好。

600MPa级Nb-Ti微合金化高成形性元宝梁用钢的强化机制

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对试验钢的组织和性能进行了分析，研究了强化机制。结果表明，随着终轧温度的降低，铁素体晶粒尺寸逐渐减小，位错密度逐渐增加，析出物尺寸逐渐减小、数量逐渐增多、Nb／Ti原子比逐渐增大，屈服强度和抗拉强度均呈现出单调上升的规律，而断后伸长率存在一个最佳温度，终轧温度为840℃时获得了最优的力学性能，其屈服强度和抗拉强分别达到了541，615MPa，断后伸长率为31．0％，-60℃冲击吸收功为117J。细晶强化与位错强化是试验钢主要强化方式，细晶强化和位错强化分别占总屈服强度的46％～48％，18％～25％，析出强化对屈服强度的贡献较小，仅约占2％。

卷后冷速对600MPa级钢板微观组织的影响

为了研究卷取后冷却速度对600MPa级低碳贝氏体高强钢钢板组织和力学性能的影响,探究获得其最佳性能的途径和方法,利用光学显微镜和透射电子显微镜(TEM)对样品进行微观组织观察和分析。研究卷取后在空气中冷却速度对卷板的板头、板间、板尾的微观组织影响。结果表明:600 MPa级钢板的组织主要由针状铁素体、板条铁素体、粒状贝氏体、板条贝氏体、M/A组成。卷板头部和尾部在空气中冷却速度较快,针状铁素体较多,强度高;中间部位冷却速度较慢,板条铁素体、粒状贝氏体较多,强度低。

600 MPa钢筋滚压套筒灌浆连接参数化分析

对600 MPa钢筋套筒灌浆连接接头进行参数化分析可为高强钢筋对应套筒规格的研究提供理论依据。文章对钢筋套筒构件进行了单向拉伸试验,利用有限元软件分析了600 MPa钢筋套筒灌浆连接接头的钢筋滑移与套筒应变规律,以及钢筋锚固长度与套筒内腔构造对接头性能的影响。结果表明:环肋数量的增加对光滑段灌浆料滑移影响较大,而对环肋间灌浆料的滑移影响较小;套筒表面环向应变均为压应变,轴向应变既有拉应变也有压应变;钢筋锚固长度达到8d(8倍钢筋直径)后,环肋数量的增加对接头承载力与变形的影响减小。

600 MPa级铌钛微合金高强度车厢用钢试制开发

介绍了在柳钢2 800 mm中厚板线试制开发600 MPa级Nb-Ti微合金化高强度车厢用钢板的生产工艺及产品性能特点。

配置600 MPa高强钢筋混凝土柱延性分析

高强化材料将是未来工程建设发展的重要方向,改善钢筋混凝土结构的抗震能力,结构和构件不仅需要具备足够的强度,出色的延性性能也不可或缺。对于高强钢筋混凝土柱,影响其延性性能的因素主要有轴压比、剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率及体积配箍率等,使用大型有限元软件ABAQUS对配置600 MPa高强钢筋混凝土柱进行模拟仿真分析,研究其延性性能的因素,并通过数值模拟分析数据,采用MATLAB软件中的lsqcurvefit函数拟合适用于600 MPa高强钢筋混凝土柱位移延性系数的计算公式。

焊接锚板与锚筋两种形式下高强钢筋锚固性能试验研究

为研究600 MPa钢筋机械锚固长度取值,设计20组试验,每组试件3个,进行拔出试验。采用单侧焊接锚筋和端头焊接锚板两种锚固形式。分别研究不同锚固条件对其锚固强度影响,利用可靠度分析,对600 MPa钢筋机械锚固长度进行取值。研究表明:当达到极限荷载时会发生4种破坏形式,分别为混凝土劈裂或拉裂,角部位置处混凝土压碎以及钢筋拉断。混凝土强度、保护层厚度、配箍率的提高会使锚固强度随之增大,但当配箍率超过一定范围后,增长不明显。锚固长度越长,平均锚固强度越小。根据试验现象绘制黏结-滑移曲线,分析受力过程及受力机理。提出600 MPa钢筋机械锚固的强度计算式。采用JC法可靠度分析得出600 MPa钢筋机械锚固长度仍可按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)取值。

HRB600E钢筋混凝土偏心受压柱受力性能试验研究

通过对9根HRB600E级钢筋混凝土偏心受压柱进行单调加载试验,分析不同配筋率、偏心距对构件侧向挠度、纵向钢筋应变和受压边缘混凝土应变的影响。研究结果表明:HRB600E级钢筋混凝土偏压柱的破坏形态与普通钢筋混凝土柱相似,HRB600E级钢筋在柱中工作性能较好,其强度得到充分发挥。其他条件相同情况下,HRB600E级钢筋混凝土偏压柱的挠度、钢筋应变及混凝土压应变随偏心距的增大而增大,随配筋率的增大而减小。当HRB600E级钢筋抗拉强度设计值取为520 MPa时,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中受压承载力计算公式计算HRB600E钢筋混凝土柱的受压承载力有足够的安全储备。