条形缺陷对L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过抗硫化物应力腐蚀试验、慢应变速率拉伸试验、氢含量测试等方法研究条形缺陷对H_(2)S环境下L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响。结果表明,环焊缝在72%、85%和110%SMYS(最小屈服强度)应力水平下,热影响区出现裂纹且裂纹长度随加载应力增大而增大;条形缺陷环焊缝试样在屈服点后快速发生断裂,其断裂应变(0.024)仅为非缺陷环焊缝试样的21.05%;条形缺陷存在促进氢离子在裂纹尖端聚集从而加剧发生开裂倾向,消氢处理技术可以有效降低氢含量,降低环焊缝抗硫化物应力腐蚀开裂敏感性降低。

新型高强钢筋混凝土梁短期抗弯性能研究

为研究一种高强、高应变、高抗腐蚀性的新型钢筋替代普通钢筋应用于混凝土梁后构件的抗弯性能,对等强度设计的两种新型高强钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁进行短期受弯性能试验,对比分析两种梁的承载力、变形、裂缝及破坏形态,并基于试验结果,将新型高强钢筋混凝土梁受弯承载力、最大裂缝宽度、挠度的试验值与规范计算值进行对比。结果表明:等强度设计的两种梁承载力相近,但破坏形态有较大的不同,相同外力下,新型钢筋混凝土梁的挠度、最大裂缝宽度、裂缝高度都大于普通钢筋混凝土梁的。新型钢筋混凝土梁的开裂弯矩和极限弯矩按现行规范公式进行计算具有足够的安全储备,正常使用阶段,短期荷载作用下新型钢筋混凝土梁挠度试验值与规范计算值吻合较好,最大裂缝宽度的试验值与规范计算值相比偏大。

反复拉伸加载下钢筋力磁耦合效应

为探究钢筋的力磁耦合特性,开展反复拉伸试验,研究了钢筋应力σ、应变ε与漏磁强度法向分量B_(Z)之间的关联,引入了“应力变化参量”σ_(N)与“漏磁强度变化参量”B_(N).结果表明:钢筋反复拉伸过程中ε值与B_(Z)值均具有可逆性,且应变幅的增大使得B_(Z)变化速率减小;σ与B_(Z)的波动周期相同,波动方向相反;不同反复拉伸阶段下应力幅与漏磁强度变化率的比例关系一致,且相对偏差率小于9.40%;σ_(N)与B_(N)呈线性关系,拟合直线斜率接近1.000,表明应力幅变化率与漏磁强度变化率相对等;仿真分析与试验结果吻合.

埋入式振弦传感器的埋设影响研究

针对埋入安装的振弦式传感器设计传感器变异性试验,研究直接绑扎法、预制块嵌入法、8字型扣件法、接长杆安装法、焊接法5种混凝土应变计和钢筋替换法、姐妹杆等效法2种钢筋应力计埋设方法的埋入影响,并对比埋入安装的振弦式混凝土应变计和振弦式钢筋应力计的测量情况。结果表明:1)在5种振弦式混凝土应变计的埋设方法中,预制块嵌入法埋设效果最好,单位荷载下的应变变异系数为4.97%;接长杆安装法、焊接法埋设效果较好,单位荷载下的应变变异系数约为10%;直接绑扎法、8字形扣件法埋设效果相对较差,单位荷载下的应变变异系数在20%以内,可作为补充或相互验证手段;2)2种振弦式钢筋应力计埋设方法钢筋替换法和姐妹杆等效法,单位荷载下的应力变异系数分别为-5.48%和-5.55%,埋设效果比较理想;3)振弦式混凝土应变计的预制块嵌入法和振弦式钢筋应力计的钢筋替换法、姐妹杆等效法埋设效果最佳,但预制块嵌入法操作繁琐,在工程上难以广泛应用,故振弦式钢筋应力计更适用于桩身内力的测试。

超长混凝土结构后浇带提前封闭施工技术

为避免混凝土温度应力及收缩变形带来的不利影响,超长混凝土结构往往通过设置大量后浇带,避免混凝土开裂。大量后浇带的布设带来了后续施工工艺穿插施工困难,导致施工工期延长,增加了建设成本。为提前封闭超长混凝土结构后浇带,从混凝土材料特性出发,结合模拟分析结果,提出提前封闭后浇带条件。结合某实际工程实际监测数据,确定提前封闭后浇带时间。实践表明,现场施工效果良好。

建筑钢筋材料的高应变率下拉伸力学性能研究

文中在设定好的5个等级应变率条件下,通过引入拉伸试验系统,对建筑钢筋材料的拉伸力学性能开展试验分析,研究应变率和屈服强度的关系,并且修正本构模型,以获取拉伸应力-应变关系的模型和材料参数。结果表明,钢筋的屈服应力伴随应变率提高而提高,越小的钢筋规格,在高速率下对屈服强度影响较大,完成修正之后的本构模型可以更好地描述拉伸应力-应变关系。

锈蚀钢筋应力-应变关系研究

从三种途径获取共267根锈蚀钢筋试件,其中,156根试验室外加电流锈蚀钢筋试件,35根大气环境自然裸露锈蚀钢筋试件,76根实际工程老构件中锈蚀钢筋试件.通过拉伸试验,研究了锈蚀钢筋力学性能变化规律,指出随着锈蚀的发展,钢筋屈服强度、极限强度、极限应变均发生退化,屈服平台缩短直至消失.同时,收集国内外已有锈蚀钢筋力学性能试验数据,建立了相应的数据库,经过统计、分析、比较后,得出了锈蚀钢筋弹性模量、屈服强度、极限强度、极限应变等力学性能特征值的回归公式和屈服平台消失时的临界截面锈蚀率.最后建立了不同环境条件下锈蚀钢筋的应力-应变关系数学模型.

高应变率下锈蚀钢筋力学性能试验研究

通过外加电流加速锈蚀获取锈蚀钢筋，采用三维激光扫描技术测量钢筋截面锈蚀率，并对锈蚀钢筋在应变率为2×10^-4～50．00s^-1时的力学性能进行试验研究．结果表明：随着平均截面锈蚀率的增大，钢筋屈服平台缩短直至消失，试件破坏均发生在最小截面，钢筋屈服荷载和极限荷载相对值呈线性降低，极限应变按指数关系衰减，弹性模量基本保持不变，但锈蚀钢筋基于最小截面的强度并没有降低．锈蚀钢筋仍存在应变率效应，随着应变率的增大，锈蚀钢筋屈服荷载和极限荷载均增大，但应变率对锈蚀后钢筋弹性模量和极限应变的退化影响不大．锈蚀越严重，应变率效应越不明显．

锈蚀钢筋的随机本构关系

在已有锈蚀钢筋力学性能数据库的基础上,通过锈蚀钢筋拉伸试验和数据收集进行扩充.采用三维激光扫描技术获取锈蚀钢筋的三维实体模型,提取不同位置处横截面积并分析其纵向不均匀性.结果表明:锈蚀钢筋平均截面积与最小截面积之比R服从Gumbel极值分布,且随着钢筋锈蚀的发展,其横截面积分布愈发不均匀,R的均值和均方差均变大;随着钢筋锈蚀的发展,其名义屈服强度、极限强度和极限应变均有降低,屈服平台缩短,据此建立了锈蚀钢筋的确定性本构关系.统计分析发现,不同锈蚀率下的锈蚀钢筋力学性能服从正态分布,其变异系数随着锈蚀率的增加而增大,在此基础上建立了锈蚀钢筋力学性能退化的概率模型.最终把确定性的锈蚀钢筋应力-应变模型发展为随机过程模型,为锈蚀钢筋混凝土构件时变可靠性评估奠定了基础.

高应变率下建筑钢筋的本构模型

采用静力和高应变率试验系统。研究了建筑钢筋HPB235，HRB335和HRB400在静栽以及应变率为2～80S^-1下的力学行为．试验结果表明。建筑钢筋的力学性能呈应变率相关性．随着应变率的增大。建筑钢筋的屈服强度和极限强度提高，相比之下，屈服强度的提高幅度大于极限强度；屈服强度较低的钢种比屈服强度较高的钢种呈现更明显的应变率敏感性．经回归分析，给出了以钢筋力学性能特征值为基础的建筑钢筋模型和John-son-Cook模型中的参数．通过算例和已有的模型进行了比较．结果表明：所提出的模型反映了建筑钢筋的动力反应本质。并且可以用来描述应变率小于2S^-1时的建筑钢筋力学行为．

舟曲锁儿头滑坡抗滑桩监测及分析

在滑坡治理工程中抗滑桩桩身受力变形主要由钢筋应力与混凝土应变的监测反映,为此对锁儿头滑坡抗滑桩进行受力监测,得出了抗滑桩在使用过程中的内力变化特征:抗滑桩支挡初期,钢筋应力值、混凝土应变值月增加值幅度较大,随着抗滑支挡结构与内部岩体的相互作用,月增加值逐步趋于平稳。监测至今:抗滑桩单筋最大拉应力为260.3MPa,最大压应力为-267.2 MPa,均小于钢筋最大应力335 MPa,混凝土应力值在-7.42 MPa^2.16 MPa之间,抗滑桩的整体弯矩还具备87.1%的安全储备,抗滑桩的受力与变形均处于弹性工作状态,抗滑桩加固该滑坡起到了抗滑支挡效果。

20MnSiVHRB400钢筋的低周疲劳性能分析

对Ф2 5mm和Ф32mm两种规格 2 0MnSiVHRB4 0 0钢筋的高应变低周疲劳性能进行了研究。采用控制总应变幅不变试验 ,测定了 2 0MnSiVHRB4 0 0钢筋高应变低周疲劳过程中的循环应力响应特征、循环应力与应变的关系。用Basquin公式和Manson-Coffin公式拟合得到了两种规格钢筋的疲劳寿命计算公式 ,据此计算了Nf=10 0时的σa·Δεt值 ,发现试验钢筋的高应变低周疲劳性能较 2 0MnSiⅡ级钢筋有了较大的提高。断口扫描发现 ,由于第二相质点和夹杂物的存在 ,形成微孔洞和微裂纹 ,裂纹之间因内颈收缩 。

竖向荷载作用下带纵向加强肋复合墙体受力性能研究

为研究带纵向加强肋复合墙体在竖向荷载作用下的力学性能,设计并制作一榀1/2缩尺比例模型墙体进行竖向均布荷载作用下的试验研究,探析复合墙体的破坏过程及墙体内钢筋应变在加载过程中的变化规律。采用ABAQUS软件建立不同工况下墙体的数值模型进行数值计算,分析影响墙体竖向承载力的主要因素。结果表明:复合墙体在竖向均布荷载作用下经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;墙体破坏由上层角部砌块压碎剥落开始,最终由于框柱柱脚混凝土压碎、钢筋外鼓而失效;试验墙体的屈服荷载为250kN,破坏时极限荷载为300kN;墙体受力过程中,底部肋梁受压,上部肋梁受拉,中部肋梁钢筋应变在0~50με之间;框柱混凝土强度对墙体竖向承载力影响最大,肋梁配筋率对墙体竖向承载力影响程度最小。

不均匀锈蚀钢筋应力-应变关系的试验研究

为研究不均匀锈蚀钢筋受力性能并建立其应力-应变关系的数学模型,采用外加电流加速锈蚀试验方法使钢筋产生不均匀锈蚀,通过拉伸试验得到了锈蚀钢筋的荷载-位移曲线.研究结果表明:通过控制外加电流密度大小、混凝土密实度及试件浸泡方式,可以得到沿钢筋截面及长度方向不均匀锈蚀的钢筋,钢筋锈蚀较严重的部位随机分布;对于不同种类的钢筋,随锈蚀率的增大,名义屈服强度、名义极限强度和极限延伸率呈降低的趋势.最后,在试验结果分析的基础上,建立了锈蚀光圆钢筋和带肋钢筋的应力-应变本构关系模型,并给出了特征参数的取值,以供实际工程参考.

高强度建筑钢筋HRB500的动力本构模型

对高强度建筑钢筋HRB500在应变率（ε·）为4.9~59.0s-1下的力学行为进行了试验研究,并以钢筋力学性能特征值和Johnson-Cook模型（J-C模型）为基础分别建立了两类HRB500钢筋动力本构模型.结果表明：HRB500钢筋的力学性能呈应变率相关性.随着应变率的增大,钢筋的屈服强度、极限强度以及极限强度对应的应变提高;在相同应变率条件下,钢筋屈服强度动力提高系数大于极限强度动力提高系数.相比较低强度的HPB235,HRB335以及HRB400钢筋,HRB500钢筋的应变率敏感性稍弱.建议以钢筋力学性能特征值为基础建立的动力本构模型可用于描述3.0×10-4s-1≤ε·≤50.0s-1时HRB500钢筋的力学行为,而以J-C模型为基础建立的动力本构模型仅用于描述1.0s-1≤ε·≤50.0s-1时HRB500钢筋的力学行为.

超高强度钢30CrMnSiNi2A动态力学性能实验研究

运用SHPB实验研究超高强度钢30CrMnSiNi2A在应变率500-5000s^-1时的应力应变关系，并对典型试样进行了金相观察．实验得到30CrMnSiNi2A钢的屈服强度随着应变率的增加从1655MPa增加到1908MPa．基于试样金相和断口分析，30CrMnSiNi2A钢在高应变率冲击加载条件下产生了韧窝型沿晶断裂，导致材料宏观上表现为剪切破坏．结合准静态实验数据，确定了30CrMnSiNi2A钢的Johnson-Cook本构模型的材料参数．

锈蚀钢筋轴向拉伸疲劳试验研究

采用通电加速锈蚀的方法获取锈蚀钢筋,并从中选取17根锈蚀率不同的钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验,以研究应力幅与锈蚀率对钢筋疲劳寿命以及疲劳锈损后力学性能的影响.钢筋试件按近似平均锈蚀率0%,3%,6%,9%,12%,15%设计.结果表明:实测锈蚀率为3.87%,6.78%,9.47%,12.32%,15.35%的钢筋疲劳寿命较未锈蚀钢筋疲劳寿命分别降低了51.26%,60.84%,65.82%,71.04%,79.22%;应力幅200MPa时,应力比为0.24,0.34钢筋的疲劳寿命分别较应力比为0.10时降低了8.6%,13.6%;钢筋的疲劳寿命近似按指数规律衰减.

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。

Q235B钢动态本构及在LS-DYNA中的应用

采用万能材料试验机和分离式霍普金森拉杆(SHTB)装置,对我国钢结构建筑中最常用的Q235B钢进行准静态拉伸实验、高温拉伸实验和动态拉伸实验。基于实验数据对LS-DYNA常用的3种动态材料模型——Cowper-Symonds本构模型、Johnson-Cook本构模型、Zerilli-Armstrong本构模型进行了拟合,通过Taylor杆实验对3种本构模型进行验证和对比分析。结果表明:Q235B钢具有较为明显的高温软化和应变率强化效应;Cowper-Symonds本构模型可以较好地适用于工程领域低速碰撞的模拟;Johnson-Cook本构模型可适用于较大应变率范围内的模拟;不推荐Zerilli-Armstrong本构模型在工程低速碰撞领域中使用。

高性能混凝土简支梁正截面的抗弯疲劳性能

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同钢筋类型和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。结合高性能混凝土和钢筋的材料疲劳损伤分析,提出了高性能混凝土梁疲劳寿命方程和疲劳后梁挠度的计算公式,并将理论计算的疲劳寿命、挠度与试验结果进行了比较,最后对比分析了高性能混凝土梁与普通混凝土梁抗弯疲劳性能的差异。