内置碳钢不锈钢管海洋混凝土柱轴压试验及承载力计算

为研究不锈钢管海洋混凝土柱及内配碳钢后的轴压力学性能,以型钢类型、螺旋筋间距、纵筋直径为变化参数,完成了10个试件的轴心受压静力加载试验。观察了试件的受力破坏全过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验实测数据,就各变化参数对试件的轴压承载力、延性、耗能能力和损伤发展的影响规律进行了分析。结果表明:不同试件的破坏形态相似,均表现为不锈钢管局部屈曲压皱,混凝土斜向剪切破坏;内置碳钢可以提高试件的极限承载力、轴压延性和耗能能力,抑制试件的损伤发展;在增加相同用钢量的条件下,增加圆钢管含钢量对试件轴压性能提升幅度最大;基于“复合约束叠加法”推导计算公式所得承载力计算值与试验值吻合良好。

承载超声冲击方法改善高应力比加载条件管接头疲劳性能

在高应力比R=0．5加载条件下采用T型管接头形式进行焊态、承载和非承载超声冲击处理试件的疲劳对比试验。试验结果表明:①在高应力比R=0．5加载条件下,管接头承受静载后再使用超声冲击方法对其进行处理仍然能够大幅度地延长焊接管接点的疲劳性能。②在承载超声冲击处理条件下,20钢T型管接头的疲劳强度(应力比R=0．5)提高了66％,疲劳寿命延长了3．8～4．0倍。③使用承载超声冲击处理这种工艺方法不仅可以在低中应力水平、中长寿命范围内改善焊接管接头的疲劳性能,也可以在高应力范围内改善其疲劳性能。这种工艺方法在一定程度上克服了承载前超声冲击方法对焊接接头疲劳性能改善程度在高应力区域内大幅度降低的缺点。

超声冲击法提高T型焊接管接头疲劳性能

为了提高T型管接头疲劳性能,提出采用超声冲击方法对具有相同级别的低碳钢和奥氏体不锈钢 1Cr18Ni9Ti钢管接头进行疲劳性能对比试验．结果表明:超声冲击处理低碳钢后疲劳强度提高67％左右,疲劳寿命延长了22-45倍;超声冲击处理奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti疲劳强度提高69％左右,疲劳寿命延长了21-30倍．在低应力比R(R≤0)条件下使用超声冲击处理技术能够大幅度改善管接头的疲劳性能．将超声冲击处理方法用于提高具有相同强度级别的不锈钢和普通碳素结构钢管接头疲劳性能的效果相差不大．超声冲击法对提高疲劳强度效果显著．

碳纤维布加固震损钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究带有地震损伤钢管混凝土柱采用碳纤维布加固后的抗震性能,按照1∶2缩尺比例设计并制作了4根钢管混凝土柱,进行了模拟地震的预损伤、碳纤维布加固和震损柱加固后的低周往复荷载破坏试验。试验结果表明:碳纤维布加固震损钢管混凝土柱提高了柱的承载力和刚度,其延性和耗能能力得到了明显改善;碳纤维布对柱的加固效果与损伤程度有关,损伤越大的柱经碳纤维布加固后的延性、耗能能力、刚度和承载力都低于损伤越小的柱;在一定损伤程度情况下,受碳纤维布加固柱恢复并超过受损前的抗震性能。

碳纤维布加固方钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究碳纤维布加固方钢管混凝土柱的抗震性能,基于现行设计规范,按1∶2比例制作了3根方钢管混凝土柱试件模型,其中1根为对比试件,另外2根先经碳纤维布加固,再进行低周水平荷载破坏试验,考察了轴压比对碳纤维布加固效果的影响。试验结果表明,碳纤维布加固提高试件极限承载力幅度较小,但能明显改善试件的延性性能,提高其耗能能力,增强了抗震性能;轴压比对碳纤维布加固效果有一定影响,随着轴压比的增大,碳纤维布加固后的方钢管混凝土柱的极限承载力提高幅度越大,但位移延性系数提高率越小,耗能能力下降;从提高极限位移、延性和耗能能力来看,碳纤维布加固方钢管混凝土柱是一种有效的加固方法。

暂态技术研究高含H_2S和CO_2近中性溶液中套管钢的界面反应

采用电位阶跃技术研究在H2S和CO2共存的近中性溶液中套管钢/溶液界面和反应过程。应用数学模型分析界面反应中氢吸附过程、负离子脱附过程和氢吸收过程的变化规律。当阶跃电位为50mV,界面反应由氢吸附过程控制,当阶跃电位超过50mV,界面反应由负离子脱附过程控制。研究显示,在含50%H2S(pH=5.9)环境中,加入CO2提高了界面负离子脱附、氢吸附和氢吸收反应速率。

圆FRP-混凝土-碳素钢管轴压短柱试验研究及有限元模拟

对9根圆FRP-混凝土-碳素钢管短柱开展了轴压试验,构件仅改变外包FRP层数。经过试验,获得了构件的整体破坏模态和载荷-位移曲线。通过ABAQUS对构件展开模拟,首先仅改变构件外包FRP的层数,模拟的结果与轴压结果吻合得较好。分析结果表明,所有构件均表现出脆性破坏性质,在试验范围内随着构件FRP层数的增加,其极限载荷大幅增大;载荷-位移曲线均具有弹性段、弹塑性段和下降段。端板对构件极限载荷的作用不大,但对构件的最后破坏部位有极大影响。接着又通过建模分别分析了空心率、混凝土的强度级别和内管径厚比对构件极限载荷的作用。只改变构件的单一因素,通过分析可知:当空心率增长时,构件极限载荷逐渐减小;当混凝土的强度级别增长时,构件极限载荷呈较小增长趋势;当内管径厚比增加时,构件极限载荷缓慢降低。通过对比可得FRP层数对构件极限荷载的影响最大,内管径厚比的影响最小。

CFRP包裹带脱空缺陷钢管混凝土短柱的轴压性能分析

为了探究碳纤维布(CFRP)包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压性能和受力机理,通过ABAQUS有限元分析软件,建立了轴压作用下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的力学性能有限元分析模型,对CFRP包裹不同脱空形式下圆钢管混凝土轴压短柱进行了系统的参数分析。研究参数主要包括:钢材屈服强度、混凝土强度、径厚比(D/t)、CFRP抗拉强度、包裹层数和脱空率等,探讨了CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土轴压短柱的有效加固机制,揭示了轴压下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的基本受力机理和典型破坏模式。研究结果表明,采用CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱能够较好地提高其变形能力,试件轴压承载力随着钢材屈服强度、混凝土强度、CFRP抗拉强度以及包裹层数的提高而显著提高,随着脱空率和径厚比的增大而逐步降低。研究结果将为提升带脱空缺陷的钢管混凝土结构性能提供科学依据。

转炉冶炼20管坯钢生产实践

介绍了20#管坯钢的生产试验工艺，采取了拉碳法脱碳、钢包底吹氩及喂丝、保护浇铸、合理控制拉速等有效措施，解决了生产中存在的质量问题，为下一步的生产提供了理论和实践依据。

碳纤维复材约束椭圆钢管混凝土短柱轴压性能研究

为研究碳纤维复材约束普通强度椭圆钢管混凝土(CFRP-ECFST)短柱轴压性能,开展了8个不同椭圆截面比、不同复材厚度的短柱试件的静力轴压试验,考察了试件的破坏模式及其影响因素。参考已有碳纤维复材-高强钢管约束混凝土应力-应变设计模型,建立了CFRP-ECFST短柱轴压设计模型,并利用试验结果对该模型的准确性进行验证。结果表明:CFRP-ECFST短柱破坏模式均为中部碳纤维断裂;碳纤维断裂应变随椭圆截面比的增大而降低;碳纤维复材的约束效应随复材管用量增加而增强,但随椭圆截面比的增大而降低;由设计模型计算的轴向荷载-应变曲线与试验曲线吻合良好,表明设计模型能较为准确地估计CFRP-ECFST短柱的轴压承载力,可为该类构件的工程设计提供参考。

碳纤维布加固震损方钢管混凝土框架边节点抗震性能试验研究

为了研究碳纤维布加固震损钢管混凝土柱-钢梁框架节点的抗震性能,按1:2的缩尺比例设计并制作4个方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点试件,进行了预损加载、碳纤维布加固和节点加固后的低周往复荷载破坏试验。研究了碳纤维布加固震损节点的有效性,探讨了不同震损程度对加固效果的影响。通过对节点试件的滞回曲线、骨架曲线、碳纤维布应变、延性、耗能能力、刚度退化及承载力退化等参数分析可知:碳纤维布加固方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点,保证了"强柱弱梁"的抗震延性设计目标的实现,破坏形态均为钢梁弯曲破坏;碳纤维布加固提高了节点试件承载力,抗震性能得到明显改善;在一定损伤程度情况下,加固节点恢复并超过受损前的抗震性能。

管状碳钢轴压变形吸能特征试验研究

地下煤炭资源开采过程中,碳钢支护构件吸收围岩释放能量是降低动力灾害的重要途径,然而,碳钢支护构件变形吸能特征规律仍不清晰。本文采用轴压荷载、光学数字散斑和声发射同步监测相结合的研究方法,探究了3种典型碳钢材质(Q235、Q460、Q690)管状轴压条件下渐进屈曲失效模式及变形吸能特征,分析了压载全过程管状碳钢散斑变形场和声发射能谱演化规律,以期揭示管状碳钢轴压变形与能量吸收之间的内在联系。研究结果表明:(1)3种管状碳钢轴压变形过程分为三阶段:弹性阶段、塑性阶段和屈曲压密阶段。(2)Q235管状碳钢轴压变形呈横向压扩形态,破坏模式为“圆环式”失稳模式,Q460、Q690管状碳钢轴压变形呈纵向弯曲形态,破坏模式为“钻石式”失稳模式。(3)对比分析3种管状碳钢的吸能效果,可得Q460吸能效果最佳,总吸能值达668.32J,Q235与Q690总吸能值分别为Q460的82.5%与77.84%。上述研究结果可为围岩吸能防护钢质及结构选型提供理论参考。