Strengthening of High Strength Rebars

The influence of alloying elements and cooling conditions after rolling on the microstructures and mechanical properties of a series of medium carbon Si-Mn-Mo-V high-strength precision-formed rebars were investigated.It is found that steel with combined addition of Mo and V appears to be the most promising one than those containing V and Nb or containing V alone under the same pro- cessing conditions.From CCT curve of the steel and the cooling curve of the bar determined by sim- ulating the cooling rate in mill practice,the reason why 40Si2MnMoV bar has excellent combination of strength and ductility is clarified.

高强螺栓连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

提出一种用于装配式剪力墙结构的螺栓连接的干式连接方法,即预制墙板上预埋钢件,上、下层墙体通过高强螺栓和预埋钢件进行连接。为研究高强螺栓连接装配式混凝土剪力墙的抗震性能,对1个现浇试件和2个高强螺栓连接试件进行拟静力试验,对试件的破坏特征、滞回性能、变形能力、承载能力、耗能能力及延性等进行分析。结果表明:高强螺栓连接装配式剪力墙有效实现了剪力墙构件的工作机制,滞回曲线饱满,耗能能力较强,抗震性能良好。现浇试件RCSW、钢筋焊接试件DCSW1、钢筋环绕型试件DCSW2的极限位移角分别达到了1/60、1/60和1/41;钢筋焊接试件DCSW1的裂缝开展形态、受力性能及破坏形态与现浇试件RCSW相似,耗能曲线基本一致,耗能能力接近;钢筋环绕型试件DCSW2的屈服荷载、峰值荷载和极限荷载均小于RCSW和DCSW1,墙体塑性变形偏小,耗能能力偏低。

Nb含量及工艺对HRB600钢筋组织与性能的影响

基于热模拟、中试试验、组织观察、拉伸试验、TEM以及热力学软件等技术手段,研究了Nb含量与轧制工艺对Nb,V微合金化600MPa级高强度钢筋(HRB600)组织、力学性能及析出行为的影响.结果表明:在连续冷却过程中,当冷却速率<3℃/s时,试验钢的组织为铁素体与珠光体;当冷却速率为5℃/s时,试验钢中开始出现贝氏体,且贝氏体量随Nb含量的增加而增加;终轧后空冷与弱水冷的钢组织为铁素体与珠光体,且珠光体含量(质量分数)为42%~47%;随Nb含量与冷却速率的增加及轧制温度的降低,铁素体晶粒与珠光体片层间距减小;Nb在钢中以方形、圆形与棒状析出,随着Nb含量的增加,其析出物尺寸增大,钢中Nb含量不宜超过0.04%(质量分数);终轧至800~1 000℃时应快速冷却,以防止Nb析出物粗化,相变范围内冷却速率宜控制在1~3℃/s.

钒微合金化600MPa级高强钢筋的组织与性能

结合Gleeble3500热力模拟与工业试验,通过显微组织观察、硬度测试、拉伸试验与TEM研究了形变与冷却工艺对钒微合金化600 MPa级钢筋组织、力学性能及析出相的影响。结果表明:试验钢的铁素体转变范围广,无变形且冷速大于5℃/s时,组织中开始形成贝氏体与马氏体。相变前粗大的原奥氏体晶粒将促进贝氏体与板条马氏体形成;原奥氏体晶粒细小与低温形变有利于铁素体与岛状马氏体的形成。冷速较小时,试验钢经形变后的硬度值大于无形变后的硬度值。冷速较大时,试验钢无形变的硬度值大于形变后的硬度值。为了获得细小铁素体与珠光体以及细小弥散的氮化钒,最佳生产工艺为:终轧温度大于1000℃,冷速为3℃/s;或终轧温度为900℃,冷速为5℃/s。

粘贴角钢加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的试验研究

粘贴角钢加固法能在基本不增大构件截面尺寸的情况下提高承载能力和截面刚度。为研究粘贴角钢加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的效果,共进行了3根高强钢筋混凝土连续T形梁的对比试验研究,其中1根为未受火对比试件,1根为受火60min后未加固试件,1根为受火60min后粘贴角钢加固试件。结果表明:受火后未加固试件的初始弯曲刚度明显降低,粘贴角钢加固后能恢复到未受火试件的状态。与未受火对比试件相比,受火后粘贴角钢加固后极限荷载显著提高59.5%,破坏挠度显著降低77.0%,位移延性系数降低53.8%,能量延性系数降低52.6%。

含0.23%Cr的20MnSiV高强钢筋强化机理及耐蚀性能

通过拉伸测试、金相组织观察、扫描电子显微观察及在模拟Cl-环境和模拟工业大气环境中的72 h周浸腐蚀试验,研究了少量Cr(0.23%Cr)对20MnSiVΦ12 mm高强钢筋的微观组织、力学性能及耐蚀性能的影响。结果表明,0.23%Cr的加入,晶粒得到细化,晶粒度由8.5~9.0级提高到9.0~9.5级,同时截面珠光体分布更均匀,芯部区域和表面附近区域珠光体含量差由7.24%减小到3.22%。钢中加入0.23%Cr,达到了节“V”的目的,在保证力学性能的情况下,V含量降低了约0.01%。此外,0.23%Cr钢筋在工业大气环境中耐蚀性能得到改善,但少量Cr降低了钢筋在Cl-环境中的耐蚀性能。

钢纤维钢筋高强自密实混凝土板的弯曲性能

研究了钢筋高强自密实混凝土板的弯曲性能,并考察了钢纤维对于钢筋高强自密实混凝土板弯曲性能的影响。共设计了5组配合比、15块1.1m×1.1m×0.1m板底密集配筋的方板,测试了方板的抗弯强度、荷载-挠度曲线、弯曲破坏形态以及裂缝分布情况。研究发现,高强自密实混凝土板的抗弯强度较普通混凝土板有明显提高,但是脆性也更为明显;钢纤维的引入改善了钢筋高强自密实混凝土板的弯曲性能,板的延性和变形能力得到了显著提高,方板的裂缝条数明显增加。

一种V、Nb微合金化高强钢筋连续冷却转变组织性能研究

在膨胀仪上测定了一种V、Nb微合金化高强钢筋的临界点Ac1、Ac3、Ar1和Ar3,获得了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线。采用膨胀法结合金相-硬度法,获得了试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),并研究了冷却速度对该钢组织及力学性能的影响。结果显示,当冷却速度为0. 1～2℃/s时,显微组织由铁素体和珠光体组成,显微硬度为193～250 HV30;冷却速度为3～5℃/s时,显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,硬度为268～287 HV30;冷却速度为5～30℃/s时,显微组织由铁素体、贝氏体和马氏体组成,硬度为287～424 HV30。对试验钢来说,控冷速度为0. 5～3℃/s之间最为理想,本文研究结果可作为高强度钢筋冷却过程的控制依据。

水钢HRB600热轧带肋钢筋的生产实践

根据国家标准对HRB600钢筋的成分和性能要求,水钢制定了HRB600钢筋的内控成分,采用转炉冶炼-LF炉精炼-方坯连铸-棒材轧制的工艺流程,生产了Ф12-32 mm的HRB600钢筋,检验结果表明,钢筋的微观组织和力学性能满足国家标准.

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。

高强不锈钢筋UHPC梁受弯性能试验研究

本次试验设计了6根超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)梁,4根配置双相体不锈钢筋、1根配置奥氏体不锈钢筋、1根配置普通钢筋作为对照组,通过三分点加载的方式对梁进行受弯试验。通过钢筋直径、钢筋种类、截面尺寸等参数的变化来研究高强不锈钢筋UHPC梁的承载力的变化。通过试验发现,UHPC梁在配置双相体不锈钢筋时比配置普通钢筋时在承载力上有所提升。配置奥氏体不锈钢筋的梁比配置双相体不锈钢筋的梁在承载力方面也有一定程度提升。随着配筋率增加可减缓裂缝的发展速度,根据平截面假定、UHPC与不锈钢筋的应力-应变关系式提出了不锈钢筋UHPC梁受弯承载力表达式,可以较好地反映梁受弯性能。引入了最大裂缝宽度修正系数,经修正的最大裂缝宽度计算式可较准确地计算不锈钢筋UHPC梁的最大裂缝宽度。

装配式组合结构柱高强钢管连接节点界面黏结性能试验

为确定装配式组合结构柱高强钢管连接节点常用的φ114×25、φ152×16和φ194×10截面规格Q420连接钢管的黏结长度及构造,开展了在不同黏结长度(600 mm、800 mm)、不同黏结材料(C35混凝土、M50灌浆料)及钢管外壁增设φ6@50螺旋筋条件下的钢管推出试验。通过对比分析荷载-位移/滑移曲线及黏结强度,探讨钢管连接节点的界面黏结性能。试验及分析结果表明,600 mm黏结长度即可保证节点具备满足相关规范要求的黏结强度,黏结长度增大可延缓滑移,但黏结强度随之降低;高强度灌浆料明显提高峰值点荷载大小,对曲线走势无明显影响;长细比与径厚比影响规律不明显;条件相同的情况下φ114×25截面钢管可获得较高的黏结强度;螺旋筋可有效提高黏结强度,延缓界面滑移,且施工简便,建议采用。

钢板加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁力学性能试验研究

对6个受火后高强钢筋混凝土连续T形梁试件分别采用粘贴钢板加固与螺栓锚接钢板加固,并研究其力学性能和破坏形态。结果表明：受火后高强钢筋混凝土连续T形梁粘贴钢板加固后,承载力提高39.1%-58.2%,破坏挠度降低17.8%-53.2%;采用螺栓锚接钢板加固后,承载力提高36.7%,破坏挠度仅下降4.4%。采用螺栓锚接钢板加固后,初始弯曲刚度与未受火对比试件相当;粘贴钢板加固后,初始弯曲刚度较未受火对比试件明显增大。距跨中越近,梁底钢板拉应变越大,应变变化梯度越大。受火后梁底粘贴一层钢板或螺栓锚接一层钢板加固后,位移延性系数提高53.4%-62.0%、能量延性系数提高62.6%-72.6%;受火后梁底和梁顶中支座附近各粘贴一层钢板加固后,其位移延性系数降低8.2%、能量延性系数降低7.2%。采用折算面积法计算钢板加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的承载力误差为-0.2%-13.2%,符合工程精度要求。

高强钢筋密肋梁混凝土楼盖的面内刚度试验研究

对一种新型高强钢筋密肋梁混凝土楼盖的面内刚度进行了试验研究,分析了新型密肋梁楼盖在各个水平荷载作用下对水平力分配,同时分析新型密肋梁楼盖的变形能力。通过试验,验证楼盖刚度面内刚度无限大的假定,高强钢筋对楼盖的面内刚度影响有限,并给出了相应建议,可为新型密肋梁楼盖体系的设计和应用提供参考。

钢纤维高强混凝土与钢筋的粘结性能试验研究

通过 12 6个尺寸为 15 0mm立方体的钢纤维高强混凝土标准试件 ,进行了钢筋全长粘结的拔出试验 ,分别量测出光圆钢筋、变形钢筋与钢纤维高强混凝土的荷载与自由端的粘结滑移关系 ,研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土粘结性能的影响。根据现行《钢纤维混凝土试验方法》进行的试验结果表明 ,钢纤维的加入对光圆钢筋与高强混凝土的极限粘结强度无显著影响 ;对变形钢筋与高强混凝土的极限粘结强度有一定影响 ,但缺乏明显的规律性。通过对试件破坏形态及试验结果的分析得出结论 ,现行《钢纤维混凝土试验方法》

钒微合金化钢的技术进展与应用

介绍了钒微合金化技术的最新进展以及钒钢的开发与应用情况。氮是含钒钢中有效的合金元素,含钒钢中增氮,优化了钒在钢中的析出,显著提高沉淀强化效果。采用钒氮微合金化设计,配合适当的轧制工艺,促进V(C,N)在奥氏体中析出,起到了晶内铁素体形核核心作用,实现了含钒钢的晶粒细化。最新的研究成果表明钒微合金化可以提高双相钢、贝氏体钢、相变诱导塑性钢、孪晶诱导塑性钢、热成型马氏体钢等汽车用先进高强度钢的强度并改善使用性能,显示出良好的应用前景。钒氮微合金化技术在中国高强度钢筋、高强度型钢、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品中获得广泛应用,大大促进了中国钒微合金化钢的发展。

V-N微合金化600MPa高强度钢筋钢的动态连续冷却转变曲线

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢在不同冷速下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合显微组织观察,获得了该钢的动态连续冷却转变曲线。结果表明,当冷却速率小于1℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速率为3℃/s时,出现少量贝氏体;当冷却速率为8℃/s时,珠光体消失,组织为铁素体和贝氏体;当冷却速率为10℃/s时,开始出现马氏体;当冷却速率在20℃/s以上时,组织全部转变为马氏体。

Nb、V微合金钢筋高温热塑性及奥氏体长大规律

在实验室采用Gleeble 3500与箱式电阻炉分别对试验钢的高温热塑性及奥氏体晶粒长大规律进行了测试,研究了Nb对V微合金化高强钢筋高温热塑性与奥氏体长大规律的影响。结果表明：Nb的加入使V微合金化高强度钢筋的高温低塑性区扩大至1035℃,并使800~1000℃范围内的塑性减小,但对650℃以下的塑性有所改善。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大;不含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1050℃,含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1100℃;当加热温度≥1050℃时,含Nb试验钢的晶粒尺寸比不含Nb试验钢细小,减小20μm左右。

高强钢筋与超高性能混凝土黏结性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)与高强钢筋的黏结性能,设计并制作69个试件,通过拔出试验研究UHPC强度、纤维体积率、纤维尺寸形状、保护层厚度、黏结长度、加载方式和黏结段位置对黏结性能的影响。结果表明:试件的主要破坏形态包括拔出破坏、钢筋拉断和劈裂破坏,高强钢筋与UHPC界面的黏结强度随UHPC抗压强度、纤维体积率和长径比以及保护层厚度的增加而增大;纤维的掺入对高强钢筋与UHPC黏结强度提高作用明显;当纤维体积率从1%增长至3%,长径比从35增加到100时,黏结强度分别提高了23%和16%;但纤维形状的变化对黏结强度没有明显影响;黏结强度随着UHPC抗压强度和保护层厚度的增大而显著增加,随着黏结长度增大而降低,当保护层厚度超过4倍钢筋直径时,增幅基本不变;当黏结段位于加载端时,受拉拔出加载试件黏结强度仅为受压加载的77%,黏结段越靠近试件中部,加载方式对黏结强度影响越小。基于试验结果,确定临界锚固长度计算式,提出高强钢筋与UHPC的黏结强度计算式,同时建立黏结应力-滑移本构关系模型。通过试验结果及公式计算结果对比可得,现有的普通混凝土黏结强度公式低估了高强钢筋与UHPC的黏结强度,建议的简化公式预测结果与试验结果吻合良好。

配置600 MPa级钢筋异形柱梁柱节点抗震性能试验研究

异形柱梁柱节点是结构的薄弱部位,为了改善异形柱梁柱节点薄弱部位的受力性能,采用配置600 MPa级高强钢筋和X形筋两种改善异形柱梁柱节点受力性能的方法。设计了4个异形柱梁柱节点组合体试件并对其进行拟静力加载试验,研究分析节点的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性及钢筋应变等性能指标,揭示配置600 MPa级钢筋节点的抗震性能及配置X形筋对节点抗震性能的影响规律。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的节点具有较高的承载力,相比于配置500 MPa级钢筋的节点延性稍差;配置X形筋可明显改善节点的破坏特征,并可提高节点的承载力、延性及耗能能力,改善节点的抗震性能。