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。

中锰钢在690 MPa级高强韧海洋平台中的应用探索

介绍了国内外690 MPa级海洋平台用钢的研究现状及发展趋势,对传统690 MPa级海洋平台用钢的成分、工艺、组织和性能进行了分析。传统690 MPa级海洋平台用钢主要存在成本高、制备工序复杂、组织均匀性差、屈强比高等诸多问题。采用低碳中锰的成分设计思路,配合合适的轧制和热处理工艺,成功开发出屈服强度690 MPa级高强韧海洋平台用中锰钢板,并详细阐述了690 MPa级高强韧海洋平台用中锰钢的强韧化机理。

460 MPa级高强韧海工钢板的焊接工艺研究

对460 MPa级高强韧海工钢板进行埋弧焊、垂直气电立焊试验。结果表明,460 MPa级高强韧海工钢在热输入为50、80和200 kJ/cm的条件下焊接,焊接接头的拉伸性能和冲击性能良好,满足船级社要求,说明该钢焊接性良好,适合大热输入焊接。

690MPa高强度海洋工程用钢1000～1100℃热变形行为

通过Gleeble 3800热模拟机试验研究了690 MPa高强度海洋工程用钢(/%:0.12~0.15C,1.05~1.20Mn,0.5~0.7Cr,1.0~2.0Ni,0.5~0.6Mo,0.3~0.6Cu,0.015~0.035Nb,0.008~0.020Ti,0.04~0.07Alt)420mm连铸板坯,在1 000~1 100℃,20%形变量,应变速率0.05~5 s^(-1)时的热变形行为,得出该钢真应力-应变曲线,应变硬化率-变形曲线、热变形本构方程和动态再结晶热激活能。结果表明,在同一试验温度下,随着应变速率的增加,变形应力相应的增加;而随着变形温度的增加,变形应力相应的降低;该试验钢的动态再结晶激活能为499 954.0 J/mol。

Mo对690MPa低合金高强钢熔敷金属力学性能的影响

焊接效率是海洋平台及船体建造的关键,不预热焊接能够显著提高焊接施工效率、降低建造成本。文中采用焊条电弧焊在不预热条件下制备了2种Mo含量不同690 MPa低合金高强钢熔敷金属,对其组织和性能之间的关系进行了分析。研究发现,Mo元素对熔敷金属微观组织、相变过程、塑性及强韧性具有显著影响。在成分体系0.02%~0.03%C,4.4%~4.5%(Mn+Cr+Ni),0.23%~0.61%Mo条件下,通过Mo元素调控获得细化、良好塑性、高强韧性熔敷金属组织。细小、良好塑性组织在冲击过程中能够抑制裂纹萌生和扩展,显著提高了熔敷金属的低温冲击韧性。然而,组织细化与塑性提高对于韧性改善机制存在显著差异,组织细化提高了晶界密度进而阻碍裂纹扩展,塑性良好的组织抑制了裂纹萌生并阻碍其扩展。在0.03%C,4.4%(Mn+Cr+Ni),0.23%Mo成分体系及不预热焊接条件下,获得了抗拉强度742 MPa,-50℃冲击吸收能量82~114 J(平均值103 J)的熔敷金属。

建筑结构用690 MPa级低屈强比焊条J807GD的研制

鉴于目前690 MPa级建筑结构用钢的焊接主要采用进口焊条,开展了J807GD焊条的国产化研究。通过在药皮中按比例添加不同种类的氟化物,优化熔渣流动性,并对药皮中某些带有结晶水的粉料进行预烘焙,降低焊缝中扩散氢含量,严格控制焊缝中Mn、Cr、Cu等元素的含量,优化熔敷金属的屈强比。结果表明,研制的J807GD焊条具有优良的平、立焊工艺性,屈强比≤0.92,在推荐参数下力学性能均满足技术条件要求,焊接工艺参数适用范围较宽,适用于690 MPa级建筑结构用钢的焊接,能够满足工程应用的技术要求。较好地解决了690 MPa级建筑结构用钢配套焊条熔敷金属高屈强比与冲击韧性之间平衡的问题,为690 MPa级建筑结构用钢配套焊条的国产化研究提供了理论依据。

终轧温度对700MPa级高强板性能的影响

采用TMCP工艺生产低碳贝氏体钢时,合理的工艺制度是得到优良综合性能的保障。本文通过不同终轧温度的工艺试验,探讨了终轧温度对700 MPa级高强板性能的影响。

高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能试验研究

文中主要就高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能及抗震性能进行研究。研究表明,高强度钢板混凝土组合剪力墙荷载-位移曲线及钢板的荷载-应变曲线均包括弹性阶段、弹塑性阶段以及失效阶段。随着轴压比的降低,试件的峰值荷载、顶点侧移、极限位移以及对应的水平荷载均不断增加;钢板的峰值荷载、极限应变均不断增加,剪力墙的骨架曲线末端未出现下降阶段;试件的等效黏滞阻尼系数不断降低,其耗能能力越低。三种轴压比剪力墙的刚度退化曲线基本一致,均呈现钟形,随着顶点侧移的增加,剪力墙的刚度先快速降低后稳定缓慢降低。

800MPa调质高强钢宽厚板的开发

介绍了800 MPa调质高强钢宽厚板的开发情况,采用C-Mn-Cr-Mo及微合金化的成分设计,结合热轧+调质工艺生产了厚60 mm、宽3 800 mm、成品单重约20 t的钢板,钢板质量满足交货要求,钢板组织为回火马氏体和贝氏体,在原奥氏体晶粒内部呈不同方向的板条束排列,将原奥氏体晶粒分割成若干区域,从而保证了钢板具有高强度和高韧性的匹配。

冷却速率对700MPa高强韧热轧钢板金相组织的影响

通过测定700MPa级高强韧热轧钢CCT曲线和临界冷却速率,通过光学显微镜研究不同冷却速率对金相组织的影响.研究表明:700MPa级高强韧热轧钢CCT曲线的Ac1为617℃,Ac3为817℃,Ms为493℃.冷却速度大于5℃/s时珠光体组织消失,冷却速率为20℃/s对应金相组织出现贝氏体,冷却速率为145℃/s对应金相组织出现全马氏体.确定该钢种的临界冷却速率为145℃/s.

白鹤滩水电站压力钢管800 MPa级高强钢板焊接工艺研究

白鹤滩水电站为我国金沙江上在建的大型水电站,是世界第二大、在建世界第一大水电站。针对白鹤滩水电站压力钢管800 MPa级高强钢板焊接工艺,对所采用的高强钢板焊接性能和焊接施工难点进行分析,对焊接施工中的工艺措施进行具体阐述。研究结果能够为其他类似工程提供一定的经验借鉴。

600 MPa级高强抗震钢筋热模拟试验研究

利用Gleeble3800热模拟试验机,进行600 MPa级高强抗震钢筋连续冷却转变曲线和热变形工艺试验,测定600 MPa级高强抗震钢筋的动态CCT曲线。通过显微组织观察、硬度测试,研究了不同冷却速度和控制冷终止温度对钢筋显微组织和性能的影响。结果表明:贝氏体转变临界冷却速度为2℃/s;马氏体转变临界冷却速度为5℃/s;钢筋轧后理想控冷速度为≤2℃/s。为保证钢筋综合力学性能及组织安全,理想的轧后控冷工艺为:轧后快速冷却,控冷终止温度700~730℃,钢筋冷床冷却速度≤2℃/s。

带环形阻尼器的装配式高强钢板剪力墙抗震性能研究

钢板剪力墙因具有良好的抗震性能被大量应用到高层建筑和高烈度区域。为解决装配式钢板剪力墙滞回曲线捏缩、平面外屈曲问题,该文提出一种带环形阻尼器的装配式高强钢板剪力墙。针对该装配式高强钢板剪力墙,变化高厚比和钢材牌号对其进行拟静力荷载作用下抗震性能有限元和试验研究,分析破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能性能和延性。研究结果表明:该装配式高强钢板剪力墙内嵌板环形阻尼器和边界连接板带屈服破坏,其他构件完好;滞回曲线饱满,位移延性系数在5.7~8.7,抗震性能良好;提出的抗剪承载力计算公式简单明了、概念明确,与有限元模拟和试验吻合良好。

装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱试验研究

为了研究装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱的抗震性能,设计2根装配式连接柱与2根现浇柱足尺模型并进行了低周反复试验,对装配式连接柱与现浇柱的破坏机理、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、变形、耗能能力和延性进行了分析;研究了轴压比、钢板箍对装配式连接柱抗震性能的影响.试验表明装配式连接柱的破坏机理与形态和现浇柱有较大的区别,塑性铰区的发展方向完全相反;轴压比是装配式连接柱的延性系数主要影响因素之一,轴压比越小延性系数越大,反之亦然;钢板箍在高轴压比的情况下,更能提高柱子的抗震效果.

C80高强混凝土钢板剪力墙抗震延性关键技术试验研究

为了研究墙内设置钢板和端柱设置型钢形成的C80高强钢板剪力墙的受力特点和变形特征,以剪力墙墙身钢板配钢率、端柱配钢率、墙身厚度为试验参数,设计11个高轴压比C80高强混凝土钢板剪力墙试件,对其进行低周往复拟静力试验,研究试件的破坏机理、承载力特性、滞回性能及变形能力等。试验结果表明,在高达0.5的轴压比下,各试件的延性系数介于3.48~4.55之间,平均值为3.91;极限位移角介于1/87~1/47之间,平均值为1/63。极限位移角与屈服位移角之比大于3,证明试件的延性及变形能力较好。基于试验结果分析各参数对试件受力性能的影响规律。使用ABAQUS对上述试件进行有限元分析,分析结果与试验结果基本吻合。在上述工作基础上,给出C80高强混凝土钢板剪力墙若干设计建议及结论。

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明:2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。

钢管混凝土柱-钢梁边柱外加强环螺栓连接节点抗震性能

传统钢管混凝土柱-钢梁外加强环焊接节点,由于环板上应力集中现象严重,环板与钢梁连接处易出现撕裂破坏。为此,提出了一种装配式螺栓连接节点形式,即将钢梁伸入上下外环板之间,钢梁翼缘与斜直边环板采用高强度螺栓连接,改变节点连接处传力路径,改善环板受力性能。进行了3个边柱节点拟静力加载试验,研究H型钢梁截面高度、外环板与H型钢梁翼缘高强度螺栓连接处盖板加设与否对节点抗震性能的影响。研究表明,外环板形状设计合理,外环板上塑性损伤可以忽略;在钢梁翼缘与外环板螺栓连接处内侧设置盖板,可使梁端塑性铰外移到环板范围之外的梁截面上,有效提高节点耗能能力。

高强方钢管高强混凝土柱-钢梁套管环板节点有限元分析

目的研究一种新型方钢管混凝土柱与钢梁套管环板节点,以解决T型连接件与柱壁分离的现象以及外环板在外荷载作用下对节点承载力贡献不足的问题。方法采用ABAQUS对节点在低周往复荷载作用下的力学性能进行有限元分析。研究轴压比、梁柱抗弯承载力比值、套板高度、套管厚度等参数对该新型套管环板节点受力性能的影响。结果套管环板节点为半刚性节点,且具备良好的抗震性能和耗能能力,通过材料强度改变梁柱抗弯承载力比值会影响节点的破坏模态和抗震性能。结论建议轴压比控制在0.4~0.6;套管高度取100~200 mm;套管厚度取6~10 mm。

斜向地震作用下高强钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

钢筋混凝土柱在斜向地震作用下的抗震性能是影响结构安全性的重要因素。以轴压比、加载角度和端部有无钢板网约束为参数,设计了5个高强钢筋混凝土柱,并对其进行了低周反复加载试验。分析了高强钢筋混凝土柱的滞回性能、承载力、延性和耗能性能抗震性能指标。结果表明,斜向加载时钢筋混凝土柱的抗震性能较主轴加载时变差,且随加载角度的增大,钢筋混凝土柱的承载能力降低,变形能力和耗能能力提高;端部采用钢板网约束可以有效增强对内部混凝土的约束作用,减轻柱端混凝土的压碎脱落程度,提高柱端塑性铰区域耗能能力,同时使柱的承载能力和变形能力等抗震性能得到显著改善。

螺栓垫板连接式双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能研究

双肢冷弯C形钢门式刚架是一种新型组合截面门式刚架结构体系,该结构的构件通过垫板和高强螺栓将冷弯型钢拼合成双轴对称截面,便于梁柱节点的连接,有效提升了构件的承载能力。对5个刚架进行拟静力试验,对11个刚架进行有限元分析,以分析梁腹板高度、C形钢厚度、柱翼缘宽度、柱腹板高度、节点板厚度、屋面坡度和刚架跨度7个参数对双肢冷弯C形钢门式刚架破坏形态和抗震性能的影响。分析结果表明,C形钢厚度、柱腹板高度、柱翼缘宽度、刚架跨度对双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能影响显著,并根据正交试验分析结果发现了影响该类结构极限承载力和柱顶破坏位移的参数顺序,得到了两项结果最大时的参数组合,推导出了在适用范围内刚架抗震性能特征极限承载力和柱顶破坏位移的计算公式。