HRB600钢筋钢纤维混凝土梁受弯承载力试验研究

将钢纤维掺入到HRB600高强钢筋混凝土梁中,可以有效改善HRB600高强钢筋混凝土梁的受弯力学性能。通过改变钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率,研究了7根HRB600钢筋混凝土梁的受弯性能,以及各试件的破坏形态、跨中挠度和纵筋应变随钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率的变化规律,探讨了受弯承载力的计算方法。结果表明:HRB600钢筋钢纤维混凝土梁的受弯力学性能与普通钢筋混凝土梁相似,截面应变分布符合平截面假定,受弯承载力随着钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度以及配筋率的增加而增大,其中钢纤维掺量的提升幅度比钢纤维混凝土强度明显。普通钢筋钢纤维混凝土梁的正截面受弯承载力公式同样可用于HRB600高强钢筋钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算,受弯承载力实测值与计算值吻合较好。

HRB500/HRB600钢筋作纵筋的混凝土框架梁端弯矩调幅试验研究

为研究HRB500钢筋和HRB600钢筋作纵筋的混凝土框架梁端弯矩调幅规律,完成了12榀单层两跨混凝土框架静力加载试验。试验结果表明:由于受拉纵筋屈服强度提高,一方面梁端塑性铰出现推迟,塑性铰形成前会发生一定的弯矩调幅;另一方面锚固于节点内的梁端受拉纵筋应变渗透引起较大的梁端附加转角,加大了弯矩调幅能力。将试验框架梁端弯矩调幅分塑性铰形成前后两阶段进行考察,第一阶段弯矩调幅幅度为10.35%～33.42%,第二阶段弯矩调幅幅度为3.39%～30.5%。基于试验结果,建立了与梁端控制截面相对受压区高度呈幂函数减小趋势、与受拉纵筋屈服强度和受拉纵筋屈服时刻应变渗透引起的梁端附加转角呈线性增长趋势的第一阶段弯矩调幅系数计算公式;建立了与总塑性转角(塑性铰区范围内的塑性转角与应变渗透引起的梁端附加塑性转角之和)呈幂函数增长趋势、与受拉纵筋屈服强度呈线性减小趋势的第二阶段弯矩调幅系数计算公式。

HRB600钢筋机械连接接头力学性能研究

近年来国内开始应用HRB600钢筋,然而HRB600钢筋的套筒尚无标准。采用40cr合金钢无缝钢管和经等径角挤压工艺处理的45号碳素钢无缝钢管,按JG/T163-2013中HRB500钢筋的尺寸要求制作套筒。单向拉伸试验、高应力反复拉压试验、大变形反复拉压试验的试验结果表明,两种机械连接套筒均能达到JGJ107-2016规定的I级接头标准。在应用HRB600钢筋时,可采用经等径角挤压工艺处理的45号碳素钢无缝钢管制作机械连接套筒,降低生产成本和加工难度,提升HRB600钢筋的经济效益。

HRB600钢筋混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根HRB600钢筋、1根HRB500钢筋混凝土短柱和2根素混凝土短柱进行轴心受压试验,分析不同配筋率、混凝土强度、钢筋强度、长细比对钢筋混凝土柱轴压性能的影响,提出HRB600钢筋的抗压强度设计值,分析GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中关于轴心受压承载力计算公式的适用性。研究结果表明:随着纵筋配筋率、钢筋强度和混凝土强度的提高,轴压短柱的峰值荷载增大;轴压短柱峰值应变随混凝土强度提高而减小,随钢筋强度提高而略有增大,纵筋配筋率和长细比对峰值应变影响较小;HRB600钢筋抗压强度设计值取为500 MPa,HRB600钢筋混凝土短柱与普通钢筋混凝土短柱的受力性能相似,轴心受压承载力可以按照GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中规定的受压承载力公式进行计算,具有足够的安全储备。

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁柱边节点抗震性能试验研究

为减小配置HRB600钢筋梁柱边节点的梁筋粘结退化,设计钢纤维整体增强或局部增强的梁柱边节点,进行两个配置HRB600/HRB400钢筋混凝土梁柱边节点和2个配置HRB600高强钢筋的钢纤维整体增强或局部增强的混凝土梁柱边节点的低周往复荷载试验,得到试件的破坏形态和滞回曲线,对比分析边节点的耗能能力、延性性能、核心区剪切变形和梁筋粘结退化。结果表明:往复荷载下HRB600钢筋混凝土节点具有较高的承载能力、耗能能力和延性性能,但HRB600钢筋与普通混凝土粘结退化过快;钢纤维整体增强或局部增强混凝土的措施可以减缓HRB600梁筋粘结退化,改善边节点的破坏形态,减小核心区的剪切变形,提高耗能能力;钢纤维整体增强的梁柱边节点具有更高的延性性能和耗能能力,其HRB600梁筋粘结退化更为缓慢。

长期作用下HRB600钢筋高强混凝土柱轴压性能有限元分析

为探讨混凝土长期收缩徐变作用对HRB600钢筋高强混凝土柱轴压性能的影响,利用ABAQUS有限元软件建立1根不考虑长期作用的柱模型试件与12根考虑长期作用的柱模型试件,并进行对比分析,初步探究了纵筋配筋率、混凝土强度和配箍率对构件承载力和峰值应变的影响。分析结果表明:考虑长期作用后,构件承载力减小6.5%,峰值应变减小15%,随着纵筋配筋率、混凝土强度、配箍率的增加,构件承载力随之增加,其中配箍率影响最小,进一步在混凝土结构设计规范中柱轴压承载力计算公式基础上,提出考虑长期作用下HRB600钢筋高强混凝土柱轴压承载力修正计算式。

HRB600级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究配置HRB600级钢筋混凝土梁的抗弯性能,文章设计制作12根不同配筋率的HRB600级钢筋、C50混凝土梁,采用三分点静力加载的方式,对试件的破坏形态、钢筋强度设计值取值、极限承载力、跨中挠度及裂缝宽度等进行试验研究。结果表明,配置HRB600级钢筋混凝土梁的受力形态、破坏模式与普通钢筋混凝土梁相同,其极限承载力仍然可以按照相关规范公式进行计算;建议对于受弯构件,HRB600级钢筋的屈服强度标准值取600 MPa,抗拉强度设计值取520 MPa,抗压强度设计值取435 MPa;对比跨中挠度实测值与相关规范计算值,发现两者在正常使用阶段吻合良好;试件实测最大裂缝宽度值比相关规范计算值大,在此结果基础上提出最大裂缝宽度调整系数k,对短期荷载作用下最大裂缝宽度计算公式进行修正,调整后得到的计算值与实测值吻合度较高。

HRB600级钢筋最大力总延伸率的测试方法及不确定度评定

采用引伸计法与手工法对HRB600级钢筋的最大力总延伸率进行测试,分析了两种不同的测试方法对测试结果的影响,对手工法测试最大力总延伸率的不确定度进行了评定。结果表明:手工法测试最大力总延伸率的结果大于引伸计法测试最大力总延伸率的结果;测试位置对手工法的测试结果有较大的影响,随着与断口的距离逐渐增大,试样的最大力总延伸率逐渐变小;当区间的置信概率为95%时,手工法测试最大力总延伸率的不确定度评定结果为4%。

HRB600钢筋混凝土偏心受压柱裂缝宽度试验研究

为推广HRB600高强钢筋的应用,对12根配置HRB600钢筋的混凝土偏压柱进行单调加载试验,分析试件的裂缝发展规律及破坏形态,研究配筋率和偏心距对试件裂缝间距及裂缝宽度的影响,并对试验结果进行计算,分析《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中规定的裂缝宽度计算公式对于配置HRB600钢筋混凝土偏压构件的适用性,同时对中美欧规范关于混凝土结构裂缝的控制方法进行对比研究。结果表明:HRB600钢筋混凝土偏压柱裂缝发展特点和破坏形式与普通钢筋混凝土偏压柱相似;增大纵筋配筋率可以减小裂缝宽度和裂缝间距,使裂缝变得细密,增大构件偏心距会显著增加裂缝宽度;建议将钢筋混凝土受压试件裂缝宽度计算公式中的受力特征系数由1.9折减为1.7,修正后的裂缝宽度计算公式可以用于计算HRB600钢筋混凝土偏压构件;欧洲规范和美国规范基本满足裂缝控制要求,但我国相对欧美国家裂缝控制较为严格。

HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能及恢复力特性

为研究HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能,对6根配置HRB600E高强钢筋与1根配置HRB400E普通钢筋的正方形截面混凝土柱进行低周往复荷载试验.研究轴压比、箍筋间距、纵筋强度和纵筋配筋率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立HRB600E高强钢筋混凝土柱恢复力模型.研究结果表明:配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的滞回性能、变形能力与耗能能力良好;轴压比增大,试件延性降低,承载力与耗能能力提升;减小箍筋间距,试件变形能力与耗能能力增强;增大纵筋配筋率,试件承载力提升,耗能能力与延性降低;建立的HRB600E高强钢筋混凝土柱三线型恢复力模型与试验结果吻合较好,为工程结构弹塑性分析提供参考.

配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁疲劳试验研究

通过配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁的疲劳试验,分析了部分预应力混凝土梁经过疲劳荷载作用后的裂缝开展、混凝土应变、HRB600钢筋和钢绞线的受力性能、挠度变化特点等。试验结果表明:经过疲劳荷载作用后进行静载破坏的试验梁较对照静载试验梁,开裂更早、裂缝数量更多、变形更大。同时,HRB600钢筋和预应力钢绞线的变形恢复能力较好,且能够很好地协同工作。可知配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁具有较好的抗疲劳性能。

HRB600级钢筋高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究HRB600级钢筋高强混凝土柱的抗震性能,进行9根截面尺寸为600mm×600mm的高强混凝土柱在工程实际轴压比条件下的低周反复荷载试验,主要设计变化参数为钢筋等级、箍筋间距、混凝土强度和轴压比。对比分析各试件的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化和耗能能力,基于试验建立HRB600级钢筋高强混凝土柱的恢复力模型。结果表明:各试件的破坏形态相似,均为延性弯曲破坏,柱底出现塑性铰,纵筋屈曲,混凝土保护层脱落;HRB600级钢筋高强混凝土柱不仅具有较好的滞回性能以及变形与耗能能力,且震后可恢复性能相对较好;高强混凝土柱设计中,HRB600级钢筋与C80混凝土匹配应用效果较优;合理配置箍筋,可使HRB600级钢筋高强混凝土柱在高轴压比条件下的延性系数大于4.0;文章基于足尺构件试验建立的恢复力模型,以期可为相关工程结构抗震弹塑性分析提供参考。

HRB600级钢筋与高强混凝土的黏结性能试验研究

为进一步了解HRB600级钢筋与高强混凝土之间的黏结性能,进行48个试件的中心拔出试验,对比分析不同参数对于HRB600级钢筋与高强混凝土黏结性能的影响.主要变化参数为混凝土强度、锚固长度、保护层厚度、配箍率和钢纤维掺量.在试验基础上,确立HRB600级钢筋与高强混凝土的极限黏结强度公式和黏结滑移本构关系,评价分析现行规范对HRB600级钢筋高强混凝土锚固设计的适用性.试验结果表明:HRB600级钢筋与高强混凝土的极限黏结强度与普通钢筋混凝土极限黏结强度随各影响因素的变化规律基本一致,即极限黏结强度随混凝土强度、保护层厚度、横向配筋率的提高而提高;掺入钢纤维后,极限黏结强度随钢纤维掺量的增多而提高;HRB600级钢筋与高强混凝土黏结破坏时脆性增强,延性相对较差,在高强混凝土中掺入钢纤维或配置一定量的箍筋可以显著改善其延性.

HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱偏压性能试验研究

为了解HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的偏心受压力学性能,进行3根截面尺寸为600 mm×600 mm的HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱大偏压试验.分析预制管混凝土强度、有无钢纤维等设计变化参数对HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱大偏压性能的影响规律,并与HRB600级钢筋高强混凝土偏心受压柱进行比较.研究结果表明,HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的破坏特征、荷载-挠度曲线、钢筋应变发展规律与HRB600级钢筋高强混凝土柱基本一致;提高预制管混凝土强度可提高柱的承载力;加入钢纤维不仅可提高柱的承载力,还可改善延性;与现浇混凝土柱相比,光滑结合面的预制管混凝土柱整体工作性能稍差,前期刚度退化较快,承载力较低;对于HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱,可采用叠加的方法计算其偏心受压承载力.

HRB600级钢筋高强混凝土无腹筋梁受剪试验研究

为了解配置HRB600级纵筋的高强混凝土梁受剪性能,以纵筋配筋率、混凝土钢纤维掺量为变化参数,对5根配置HRB600级纵筋的无腹筋梁进行了受剪试验,对比分析了各试验梁的斜截面承载力、荷载-挠度曲线、裂缝宽度和破坏特征。研究结果表明:随着纵筋配筋率的提高,HRB600级钢筋高强混凝土梁的开裂荷载和斜截面极限荷载增大,斜裂缝宽度减小;钢纤维可以有效地提高高强混凝土梁的斜截面开裂荷载,限制斜裂缝的产生与发展;随着钢纤维掺量的增加,高强混凝土梁的受剪承载力增大;使用现行混凝土结构设计规范和纤维混凝土结构技术规程对配置HRB600级纵筋的高强混凝土梁和钢纤维高强混凝土梁的斜截面受剪承载力进行设计计算,其结果是偏于安全的。

HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的受压性能

为了解HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的受压性能,推动高强钢筋和高强混凝土的工程应用,进行了3根混凝土强度等级为C80、截面尺寸为600mm×600mm、不同偏心距的HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的受压试验,分析了其破坏特征、变形能力和材料应变发展规律,并与相应的HRB600级钢筋高强混凝土柱受压试验结果进行了比较。试验结果表明:在高强混凝土中掺入适量钢纤维,可以使柱的裂缝宽度明显减小、裂缝间距缩短,降低柱的损伤程度,提高其延性和变形能力,增强HRB600级钢筋与高强混凝土的协同工作性能,使两种材料的强度优势得以充分发挥,获得高性能的柱构件。

配置HRB600级高强钢筋无黏结部分预应力混凝土梁变形性能试验研究

对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行了抗弯试验,分析了预应力度和非预应力筋强度等级对构件变形性能的影响。结果表明:配置HRB600部分预应力的混凝土桥梁构件开裂前刚度按照JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》相关公式计算是合理的;预应力度的提高可以延缓试验梁开裂后挠度的发展,但对极限破坏时的挠度变化影响不大;提高钢筋等级可延缓构件开裂后刚度下降速率;提高预应力度和增加钢筋等级都会提高梁体的延性,增加其恢复变形能力。

影响HRB600强屈比因素分析

结合汉钢公司HRB600生产实践,通过对比试验数据,重点分析了钢筋化学成分、金相组织、钢材时效三个方面对HRB600强屈比的影响。组织和析出相对HRB600强屈比影响较为明显,提高珠光体含量,钢筋的强屈比得到了显著的提升。

HRB600级钢筋混凝土梁受弯性能数值分析

以HRB600级钢筋混凝土梁为研究对象,利用Ansys有限元软件进行了钢筋混凝土梁受弯性能分析,通过与试验理论结果的对比,验证了数值模型的正确性.从理论上分析了混凝土强度、保护层、配筋率等参数对配置HRB600级钢筋混凝土梁挠度的影响规律,并分析了HRB600级钢筋屈服强度设计值取不同值时对钢筋混凝土梁受弯性能的影响规律.结果表明:混凝土强度越高、保护层小、配筋率越大时,梁承载力越高; HRB600级钢筋屈服强度设计值建议取520 MPa.

HRB600级钢筋矩形截面偏心受压柱对称配筋计算研究

通过对配置HRB600级钢筋混凝土偏心受压柱对称配筋进行研究,理论上计算了界限相对受压区高度ξ_(b),且因HRB600级钢筋抗拉和抗压强度设计值不相等,故以现有《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)为基础,推导了对称配筋大小偏心受压的基本公式及偏心受压类型的判别公式,并给出其相应的截面设计计算方法。最后推导了HRB600级钢筋对应的N-M相关曲线计算公式,并比较分析了不同配筋率、不同强度等级钢筋的N-M相关曲线。研究结论可为后期《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的修订提供参考,也可为600MPa级热轧带肋钢筋的推广提供理论依据。