HRB500钢筋的发展与设计施工要点

介绍了HRB500级钢筋的材料性能,列出了HRB500级钢筋工程结构的设计选材、锚固、抗震、连接等方面的主要问题,给出了HRB500级钢筋的具体设计计算方法和施工代换的处理方法。

HRB500钢筋的锚固设计及可靠度分析

为了研究HRB500钢筋的粘结锚固性能,进行了111个配置HRB500钢筋的混凝土试件的拉拔试验,分析了HRB500钢筋的粘结强度、失效状态以及锚固长度的可靠度,建立了HRB500钢筋直锚和机械锚固形式下的粘结强度计算公式,其计算结果与试验值吻合较好;通过可靠度分析,HRB500钢筋的设计锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)相关公式计算;提出了HRB500钢筋机械锚固长度与其直锚时的基本锚固长度的折算比值表,为工程设计提供了依据。

HRB500钢筋粘结锚固性能及设计建议

通过对72个HRB500钢筋粘结锚固试件的拉拔试验,研究HRB500钢筋的粘结锚固性能.在试验的基础上给出了HRB500钢筋粘结强度的计算公式,并在可靠度分析的基础上提出了HRB500钢筋混凝土构件的锚固长度设计建议.研究表明:HRB500钢筋的粘结锚固性能与普通月牙肋钢筋相同,其粘结性能随混凝土的强度提高而提高;当c/d<4 5,粘结强度随保护厚度的增大而增大,随锚固长度的增加而降低.锚固长度可按现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的规定公式计算.

钒铁与钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验研究

研究了加入钒铁和钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验以及对力学性能的影响与其V、N的强化机制。结果表明,采用钒氮合金生产的HRB500钢筋强度明显提高,细化晶粒的效果比钒铁的效果好,在钢中碳当量、钒含量基本一致的情况下,加入的氮促进V(C、N)化合物的析出,而大量细小弥散的V(C、N)析出物是钒氮合金钢强度增加的主要原因。为保证生钢筋的力学性能合格,在钢筋中增氮且钒含量控制在0.05%～0.06%可使钢筋强度更高、性能更加稳定。因此,采用钒氮合金生产HRB500钢筋可减少钒的加入量,其生产成本大幅度降低。

HRB500钢筋粘结性能的试验与分析

通过对66个HRB500钢筋试件的拉拔试验,研究影响HRB500钢筋粘结性能的主要因素.研究结果表明锚固长度的减小、保护层厚度的增大、配箍率的提高、锚筋屈服强度及混凝土强度的提高,会导致HRB500钢筋的粘结强度增大;此外通过对24个内贴片试件的分析发现,HRB500钢筋间的粘结强度峰值随着拉拔力的增长而逐渐内移,与其他类型月牙肋钢筋受力相比,峰值位置点有所前提.

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋概率S-N曲线研究

为研究桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的疲劳特性,对HRB500钢筋标准试件进行对称循环荷载下轴向拉压疲劳试验,得到不同应力水平下HRB500钢筋标准试件的疲劳寿命及其累积失效概率.在此基础上,以相关系数p和Theil不等系数u作为估计精度评价指标,对3种常用的三参数威布尔分布参数估计方法进行对比研究,并用精度最高的灰色预测法对HRB500钢筋标准试件疲劳寿命的威布尔分布参数进行估计,得到不同应力水平下HRB500钢筋疲劳寿命分布函数.最后,基于Kohout-Vêchet方程,建立全应力水平范围内可靠指标为4.2的HRB500钢筋概率S-N曲线.本文的研究成果可为服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供试验依据.

配置HRB500钢筋的框架结构非弹性地震反应分析

为实现建筑行业的可持续发展,中国土木建筑工程界正在推广应用HRB500级高强钢筋,但是,以HRB500钢筋作为主要受力钢筋的混凝土结构的抗震性能研究还相对缺乏。该文按《混凝土结构设计规范》最新修订稿设计了3个配置不同强度钢筋的8度0.3g区一级抗震等级的混凝土框架结构,并完成了该3个结构在多波输入下的非弹性地震响应分析,对比了配置HRB500钢筋的混凝土框架结构与配置HRB400和HRB335钢筋的相应框架的地震反应规律和抗震性能。分析结果表明:在罕遇水准的地面运动输入下,配置HRB500钢筋的混凝土框架的最大位移反应与配置其他两种钢筋的框架结构大致相当,其构件的塑性转角延性需求则小于配置其他两种钢筋的框架结构;配置HRB500钢筋的一级抗震等级框架结构在强震下形成的是梁铰塑性耗能机构,最大弹塑性层间位移角可满足设计规范规定的要求。

HRB500钢筋的研究开发与应用

介绍了HRB5 0 0级钢筋的材料性能 ,列出HRB5 0 0级钢筋工程结构的设计选材、锚固、抗震、连接等方面的主要问题 ,给出了HRB5 0

配置HRB500钢筋T形截面混凝土柱抗震性能研究

对4根配置HRB500钢筋T形截面混凝土异形柱进行了低周反复试验,分析了HRB500钢筋和与之匹配的高强混凝土T形截面异形柱的破坏形态,承载能力及延性,刚度退化,滞回特性,耗能能力等抗震性能指标,讨论了配箍特征值和轴压比对T形截面柱的抗震性能的影响.研究表明:配置HRB500钢筋T形截面混凝土异形柱钢筋与高强混凝土协同工作较好,具有较高的承载能力,其延性性能和耗能能力等抗震性能指标良好,能够在强震区的异形柱结构中使用.

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型试验研究

进行了服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋随机变幅疲劳应力谱平均应力修正模型和累积损伤模型研究,以便为组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供支撑.通过对HRB500钢筋标准试件进行等幅疲劳试验,研究平均应力对HRB500钢筋疲劳寿命的影响规律,并在此基础上,研究工程上常用的疲劳应力谱平均应力修正模型对服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的适用性;通过对HRB500钢筋标准试件进行三级变幅疲劳试验,分析Miner准则计算服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋累积损伤的适用性.研究结果表明,HRB500钢筋标准试件疲劳寿命随平均应力的增大而减小,工程上广泛采用的Goodman模型适用于随机变幅荷载下HRB500钢筋平均应力修正;Miner准则能较好地适用于服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋累积损伤计算.

高温后HRB500钢筋与混凝土黏结性能退化研究

为研究高温对HRB500钢筋与混凝土黏结性能的影响,通过25个中心拔出试验,研究不同温度作用后(20,200,400,600和800℃)HRB500钢筋与混凝土的黏结性能退化规律。研究结果表明:随着温度升高,HRB500钢筋与混凝土间黏结强度、黏结刚度逐渐下降,极限黏结应力对应的滑移量在600℃前有所减小,600℃后逐渐增加。与普通钢筋相比,高温后HRB500钢筋与混凝土间黏结强度下降更为缓慢。基于试验结果,分析了高温对混凝土抗压强度、HRB500钢筋残余强度、HRB500钢筋与混凝土黏结强度的影响,回归获得高温后混凝土抗压强度、高强钢筋残余强度与黏结强度的关系式,并建立高温后HRB500钢筋与混凝土的黏结应力-滑移本构方程。

配置HRB500钢筋的混凝土桥墩承载力与耗能性能

对4根配置HRB500钢筋的混凝土桥墩进行水平低周反复荷载下的抗震性能试验,分析其在低周往复荷载作用下的破坏特征、滞回曲线、承载力、位移及延性、耗能能力,研究了钢筋强度、轴压比、箍筋间距对桥墩抗震性能的影响规律。研究结果表明:轴压比的增加,使试件的承载能力提高了21.1%,但使试件的延性降低了44.6%。配箍率的增加,对试件承载能力影响不大,而钢筋强度的增加,使试件的承载能力提高了31.7%,而且使试件耗能能力增强了25.9%。

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋S-N曲线试验研究

研究目的:HRB500钢筋是桥上纵连板式无砟轨道中的主要受力钢筋,其在服役期间的疲劳特性是工程界十分关注的问题。为研究桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的疲劳性能,本文首先进行HRB500钢筋的静力拉伸试验,在此基础上,对7种不同应力水平下HRB500钢筋进行对称拉压循环荷载下等幅疲劳试验。研究结论:(1)根据试验结果拟合得到了HRB500钢筋的S-N曲线;(2)依据相关规范对铁路工程结构物可靠度指标和纵向连接钢筋疲劳强度折减系数的相关规定,并参考英国BS 5400规范关于钢筋长寿命区S-N曲线的外推方法和由中值S-N曲线推导不同概率S-N曲线的相关规定,得到了可靠度指标4.2的适用于桥上纵连板式无砟轨道钢筋疲劳寿命预测的HRB500钢筋S-N曲线;(3)本研究成果可以为桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供试验依据。

HRB500钢筋混凝土框架柱塑性铰区破坏形态的试验研究

为研究HRB500钢筋混凝土框架柱塑性铰区的抗震性能,采用仿建研式加载。通过试验,分析了3种典型破坏形态的根本原因与区别。试验表明,HRB500钢筋作为框架柱的箍筋时,能够充分发挥其高强特性,有利于提高施工质量。经分析可知,只要配筋合理,柱端形成塑性铰后,滞回环才能较为丰满,耗能能力较强,刚度退化平缓,具有稳定的承载能力及变形性能,抗震性能及延性均较好。

配置HRB500钢筋的混凝土异形柱抗震性能试验研究

通过对4根+形和4根T形配置HRB500钢筋的混凝土异形柱试件进行低周往复荷载试验,对比分析了试件的破坏特征、承载能力、位移及延性、滞回特征、刚度退化、耗能能力及累积损伤等抗震性能指标,研究轴压比和配箍特征值对高强钢筋混凝土异形柱抗震性能的影响。研究表明:试件的破坏形态为弯曲剪压型;随着轴压比的增加,试件的极限承载力提高,但试件的变形能力和延性降低,刚度退化加快;增大配箍特征值,提高了试件的开裂荷载、变形能力及延性,改善了试件的滞回特性,减轻了试件的累积损伤程度。研究结果为配置高强钢筋的混凝土异形柱结构设计提供了参考。

基于循环动电位极化法的HRB500钢筋腐蚀行为研究

采用循环动电位极化技术研究了HRB500钢筋在不同pH和Cl-含量的模拟混凝土孔隙液(SCP溶液)中的腐蚀行为,并与HPB235钢筋作了对比.结果表明:当pH=12.5～10.5,或pH=12.5且NaCl含量为0～0.1%,或pH=11.5且NaCl含量≤0.01%,或pH=10.5且NaCl含量≤0.005%时,HRB500钢筋具有明显的钝化和再钝化现象,腐蚀特性随pH和Cl-变化不大,且与HPB235钢筋相近;随着腐蚀性的加强,HRB500钢筋对pH和Cl-的腐蚀敏感性大于HPB235钢筋;随着pH值的减小,钝化膜破坏的临界Cl-含量大幅度下降;腐蚀环境下HRB500与HPB235钢筋接触时,HRB500钢筋为阳极被加速腐蚀,HPB235钢筋为阴极.

HRB500钢筋在人防工程中的应用前景探讨

Ⅲ级以下钢筋在人防结构设计中暴露出了结构构件钢筋用量偏多、造价较高且施工不便等缺点。结合人防工程设计中的实际问题,从分析人防工程的特点入手,得出了在人防工程设计领域推广HRB500高强度钢筋的优势,并就现行人防设计规范所不具备的设计参数进行了推算,为今后在人防工程设计中采用HRB500钢筋提供了理论依据。结合实际工程,就采用传统的HRB400钢筋同采用新型的HRB500钢筋在经济性上进行了对比,得出HRB500高强度钢筋应用于人防结构设计有很多有利因素,具有较大的推广价值。

HRB500钢筋与活性粉末混凝土粘结性能研究

通过拉拔试验研究了HRB500钢筋与RPC的粘结性能,基于试验得出RPC与高强钢筋的粘结滑移曲线。分别探讨钢筋直径、保护层厚度、钢筋锚固长度及强度等级对RPC与钢筋粘结强度的影响。结果表明,钢筋直径越大、混凝土保护层越小、钢筋锚固长度越大,则钢筋与RPC的粘结强度越小。RPC与HRB500钢筋的粘结强度高于其与HRB400钢筋的粘结强度。基于试验结果,通过回归分析建立RPC与HRB500钢筋极限粘结强度计算公式,同时给出了RPC与HRB500钢筋临界锚固长度公式。

配置HRB500钢筋的混凝土桥墩滞回性能研究

对4根配置HRB500钢筋的混凝土桥墩抗震性能进行了拟静力试验的研究,对其在低周往复荷载作用下的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化进行分析,研究钢筋强度、箍筋间距、轴压比对桥墩抗震性能的影响规律.结果表明,增大钢筋强度对提高构件的承载能力和变形能力效果显著,配箍率对构件承载能力和变形能力的影响不大,轴压比的增大虽可以显著提高构件承载能力但却不能提高构件的变形能力.

锂渣聚丙烯纤维混凝土与HRB500钢筋黏结强度预测

为了预测锂渣聚丙烯纤维混凝土与HRB500钢筋黏结强度,根据劈裂破坏时黏结强度影响因素的非线性特性,建立了锂渣取代率、聚丙烯纤维掺量、相对保护层厚度和锚固长度等因素与黏结强度间的多元非线性模型。运用MATLAB软件的非线性回归命令求解模型中的各个待定系数,得到两个预测模型,并对黏结强度进行了预测。研究结果表明:预测模型1的相对误差平均值为1.39%,标准差为0.030 9;预测模型2的相对误差平均值为1.40%,标准差为0.031 0。两个模型的预测精度均较高,离散程度小,对实际工程有一定指导作用。