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。

不同试验方法对630MPa级高强钢筋粘结-锚固影响研究

为研究高强钢筋与混凝土粘结性能采用拉拔试验和梁式试验,制作了15根630MPa级高强钢筋中心拉拔试件和15根梁式试件,考虑锚固长度、钢筋直径两个影响因素,从破环形态、粘结强度、粘结滑移性能等方面进行了对比分析。结果表明:在相同条件下,拉拔试件破坏形态与梁式试件类似;粘结滑移曲线变化规律相近;高强钢筋与混凝土的平均粘结强度随锚固长度和钢筋直径的增大而减小;拉拔试验测得的粘结锚固强度要高于梁式试验测得的粘结锚固强度;梁式试验比拉拔试验在极限荷载时的滑移量小,梁式试件受力更符合实际受力情况,但梁式试件制作难度比较大;比较梁式试验和中心拉拔试验所得粘结强度,给出两种试件粘结强度的关系。

配置600MPa级高强钢筋高韧性混凝土边节点受力性能试验研究

通过对配置600MPa级高强钢筋高韧性混凝土边节点进行低周往复荷载试验,分析边节点的破坏形态、剪力与转角等,对比边节点核心区混凝土应变和箍筋应变等受力性能指标,研究混凝土种类及剪压比的变化对边节点受力性能的影响。研究结果表明：减小配置600MPa级高强钢筋高韧性混凝土边节点的剪压比可以改善其破坏形态,降低其核心区剪切变形,但使节点的剪力降低。节点中浇筑高韧性混凝土可以显著改善配置600MPa级高强钢筋边节点核心区的混凝土脱落,从而改善其破坏形态,减小加载初期核心区的箍筋应变,提高边节点核心区混凝土的主拉应变,降低边节点核心区剪切变形;边节点的平行受力方向的箍肢应变明显大于垂直受力方向的箍肢应变。

600 MPa级复合微合金化高强钢筋的研制

采用V-N、Nb、Cr复合微合金化控冷工艺试制600 MPa级高强钢筋,并对钢筋力学性能、室温组织、时效及疲劳性能进行检验分析。结果表明:钢筋微合金化成分设计、轧制及控冷工艺合理,钢筋具有良好的力学性能、疲劳性能及低应变时效性能,综合性能优异。V-N、Cr复合微合金化控冷工艺钢筋室温组织为多边形铁素体+珠光体,组织细小均匀分布,有利于钢筋强韧性能的改善与发挥。V-N、Nb、Cr复合微合金化控冷工艺钢筋室温组织为多边形铁素体+珠光体+少量贝氏体,组织配比及形态较好,有利于钢筋抗拉强度的提高,促进了钢筋抗震性能及综合性能的改善。

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。

600MPa高强钢筋在地下综合管廊中的应用研究

为贯彻落实国务院办公厅2015年发布的《推进城市地下综合管廊建设的指导意见》提出的在 综合管廊中使用高强钢筋的要求,将600 MPa级高强钢筋与目前常用的HRB400钢筋分别应用于地下 综合管廊中,利用广联达算量软件计算统计两种钢筋的用量,套用目前市场两种钢筋的价格,并且考 虑施工因素,最终对比两种钢筋分别应用于地下综合管廊中的工程综合成本。结果表明:600 MPa级 高强钢筋相较于HRB400钢筋,可以大大减少钢筋用量,降低水、铁矿石等资源的消耗,以及标准煤 能源的利用,减少二氧化碳、污水及粉尘等污染物的排放,降低地下综合管廊的工程综合成本约 17.66%。利用600 MPa级高强钢筋建设地下综合管廊,具有节约钢筋用量、降低工程造价、降低资 源和能源的消耗,以及减少污染物排放等优点。

635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压性能试验研究

635 MPa级热轧带肋高强钢筋是一种采用热轧工艺微合金化的新型高强金属材料,与热处理或冷加工高强钢筋相比具有强度高、延性好、成本低等显著优势。为研究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱的偏压受力性能,对20根635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱展开偏压试验,试验参数为偏心率、纵筋配筋率、箍筋强度和高宽比,揭示其典型破坏模式和受力机理和荷载-挠度曲线以及应变分布规律。研究结果表明:635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏心受压的破坏模式主要包括大偏心和小偏心受压破坏,其偏压承载力随着偏心距和高宽比的减小而增大,随纵筋配筋率和箍筋强度的增大而增大;其延性随着箍筋强度和纵筋配筋率的提高而明显改善。对GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》(2015版)的承载力计算值与试验值进行比较,结果显示采用GB 50010-2010(2015版)可以较准确地评估635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压承载力。

635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压性能分析及承载力计算研究

为探究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压性能和受力机理,建立了轴压下635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱有限元分析模型,通过轴压试验结果验证了分析模型的准确性。分析了纵筋配筋率、箍筋强度、体积配箍率等诸多参数对其轴压性能的影响规律,揭示了其轴压下全过程受力特征以及混凝土与高强钢筋的强度匹配问题。基于分析结果,综合考虑了箍筋强度、体积配箍率以及高强钢筋与混凝土匹配性问题,提出了635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算方法。研究结果表明:635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土轴压短柱的破坏模式主要表现为柱中部混凝土压溃,钢筋笼呈灯笼状鼓曲;极限轴压承载力随混凝土强度、纵筋配筋率、纵筋强度、体积配箍率、箍筋强度的提高而增大。为了充分发挥635 MPa级热轧带肋高强钢筋的强度,宜匹配C50以上强度等级的混凝土;所提极限承载力计算式可以用于实际工程。

配置600MPa钢筋的预应力混凝土梁受弯性能研究

为研究配置600 MPa级高强钢筋有粘结部分预应力混凝土梁的受弯性能,在静力荷载作用下,进行了9根纵向受拉非预应力筋采用600 MPa级高强钢筋的试验梁受弯性能试验.对比分析试验梁的破坏特征、受力过程、受弯承载力、挠度等.研究结果表明：配置600 MPa级高强钢筋的后张法有粘结部分预应力混凝土梁和配置普通钢筋后张法有粘结部分预应力混凝土梁的受力性能相同;配置600 MPa级高强钢筋的试验梁的受弯承载力可以按照现行《混凝土结构设计规范》中相关公式计算.当600 MPa级高强钢筋取520 MPa的强度设计值时,采用现行规范计算配置600 MPa级高强钢筋的试验梁受弯承载力的安全储备较高.