600MPa级新型抗震钢筋受力特性与本构模型研究

研究600MPa级新型抗震钢筋受力特性与本构模型.通过试验测试得到不同直径的600MPa级新型抗震钢筋的应力-应变全曲线.确定600MPa级新型抗震钢筋的屈服强度、抗拉极限强度、强屈比等强度指标;研究其弹性模量、断后伸长率、最大力总伸长率等变形指标.结果表明:600MPa级新型抗震钢筋具有良好的受力性能,其强度与变形指标均符合中国、美国、欧洲等国内外规范对抗震钢筋的要求.基于试验结果,给出600MPa级新型抗震钢筋拉伸本构关系的数学表达式和特征值.研究成果可为配置600MPa级新型抗震钢筋建筑结构中的设计、理论分析及受力钢筋数值模型的合理建立等提供试验依据.     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能有限元分析

基于一榀两跨三层方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的低周往复荷载试验,应用ABAQUS软件建立相应的有限元模型并对模型正确性进行了验证,利用该模型研究了轴压比、核心混凝土强度等级、钢管屈服强度、左右侧梁高比以及柱截面宽厚比对方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能的影响。结果表明,方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的设计符合“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震设计原则;当轴压比大于0.6时,框架结构延性明显变差;当核心混凝土强度等级提高至C50后,框架结构的承载力主要取决于钢管强度;随着钢管屈服强度的提高,框架结构的峰值荷载和破坏荷载均不断增大;左右侧梁高比的变化对框架结构的侧向承载力和弹性阶段的受力情况均有影响;框架结构的刚度和承载力均随柱截面宽厚比的增大而逐渐减小。     

套筒水平灌浆缺陷复灌前后对套筒钢筋受拉性能的影响

为检测灌浆套筒由于灌浆不密实对套筒钢筋的受力影响,设计制作了灌浆率为100％、80％、70％、60％的4组不同的套筒进行了拉伸受力试验来验证缺陷对受力的影响程度.结果表明:无缺陷灌浆套筒连接的屈服强度和抗拉强度均满足标准要求,和钢筋力学性质完全一致.对灌浆率为80％灌浆套筒连接的屈服强度能够满足标准要求,但时最大应力只相当于钢筋的屈服强度.对灌浆率为70％灌浆套筒连接未达到屈服强度就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的33％.对灌浆率为60％灌浆套筒钢筋加载初期就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的9％.采用高强无收缩灌浆料(GWL)和套筒高强灌浆料(TGL)进行复灌对比试验,采用GWL的套筒不能满足受力要求,其原因是流动性不能满足要求,采用TGL的套筒的力学性能满足规范要求,在工程检测中如发现灌浆缺陷,采用复灌方法是可以解决的,其中灌浆料的选择尤为重要.     

联接螺栓静强度的模糊可靠性设计研究

应用信息熵理论,将联接螺栓的模糊静强度和模糊载荷分别等效为随机静强度和随机载荷,按联接螺栓安全等级确定其静强度的可靠指标,建立按可靠指标进行联接螺栓静强度设计的方法,得到联接螺栓静强度的可靠性安全系数。研究表明:1)对于安全等级为一般、比较重要和重要的联接螺栓,其屈服强度的可靠指标分别为0.815,1.920和3.819,抗拉强度的可靠指标分别为3.740,4.729和6.828;2)基于满足联接螺栓静强度的可靠指标,对于安全等级为一般、比较重要和重要的联接螺栓,在静载荷时,螺栓屈服强度的最小可靠性安全系数分别为1.10,1.25和1.45,抗拉强度的最小可靠性安全系数分别为1.35,1.50和1.75;在变载荷时,螺栓屈服强度的最小可靠性安全系数分别为1.15,1.35和1.60,抗拉强度的最小可靠性安全系数分别为1.60,1.80和2.20。     

地下室与基础设计应注意的问题

1·地基承载力特征值与地质报告矛盾。2·地下工程防水混凝土底板混凝土垫层应按《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)要求不应小于C15,厚度不应小于100mm,在软弱土层中的厚度不应小于150mm。防水混凝土结构厚度不应小于250mm。3·地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)要求不应小于50mm。并应进行裂缝宽度的计算,裂缝宽度不得大于0·2mm,并不得贯通。设计中许多设计人将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算等,也不进行裂缝计…     

坑蚀钢筋二次拉伸力学性能试验研究

通过机械制缺模拟自然环境中钢筋不同程度的坑蚀,研究坑蚀程度对钢筋二次受力时强度与伸长率等力学性能的影响规律.结果表明:坑蚀钢筋一次或二次拉伸时,随坑蚀深度增加,塑性变形性能下降,名义抗拉强度降低,但实际抗拉强度有所提高;对于加载到强化段卸载的坑蚀钢筋在二次加载时无明显的屈服平台,经历时效硬化后,屈服平台将会重现,且二次名义屈服强度较一次加载时有所提高.时效硬化的时长与坑蚀程度无明显关系;坑蚀钢筋二次受力时伸长率随坑蚀深度以及时效天数的增加而减小,其中坑蚀深度对伸长率的影响更加显著.     

拉链柱式中心支撑钢框架支撑设计方法研究

为探讨拉链柱式中心支撑钢框架结构中支撑设计时是否需要考虑受循环荷载时的强度降低系数ψ,本文参照悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构的设计方法,设计了对比算例,其中支撑分别按考虑与不考虑受循环荷载时的强度降低系数设计,并对算例的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标进行了分析比较。结果表明:两类算例的动力响应类似,均可满足抗震规范GB 50011"小震不坏"、"大震不倒"的抗震设防目标。因支撑设计时不考虑受循环荷载强度降低系数的算例用钢量较少,综合抗震性能较优,建议支撑设计时不考虑受循环荷载时的强度降低系数。分析也指出,悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构中的拉链柱设计方法偏保守,更为合理的拉链柱设计方法有待提出。     

高温下与高温后Q550D高强钢材料力学性能试验

高强钢具有强度高、韧性好、可焊性优良等优点,其在土木工程中的应用越来越广泛.高强钢在火灾下的力学性能是钢结构抗火设计的重要影响因素.为获取高温下与高温后Q550D高强钢材料的力学性能,基于稳态试验方法,对Q550D高强钢开展了拉伸试验,考察了不同冷却方式(自然冷却与浸水冷却)与过火温度对Q550D高强钢力学性能的影响,获取了不同温度工况下Q550D高强钢的应力-应变曲线和高温下与高温后各项力学性能参数指标(弹性模量、屈服强度、抗拉强度和极限伸长率)的折减系数,并将试验结果与已有规范和文献结果进行了对比分析.结果表明:高温下Q550D高强钢的弹性模量、屈服强度、抗拉强度随着试验温度的升高而逐渐下降,其折减系数均低于各国规范的取值;当温度超过400℃时,高温下Q550D高强钢的弹性模量、屈服强度和抗拉强度下降明显,当温度超过700℃时,3个力学性能指标均接近于零;不同冷却方式与过火温度对Q550D高强钢的弹性模量影响不大;当温度低于600℃时,高温冷却后Q550D高强钢的屈服强度和抗拉强度的折减并不明显,当温度超过600℃时,屈服强度和抗拉强度显著下降,且自然冷却方式下的下降程度更大;高强钢与普通钢高温冷却后的屈服强度与抗拉强度存在较大差别.     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.     

基于Sobol法的RC框架结构随机化Pushover分析及参数敏感性

为研究reinforced concrete框架结构的随机参数敏感性,结合Matlab和SAP2000对Sobol法和随机化Pushover方法进行编程,然后对一榀平面框架结构进行分析,考虑了随机化Pushover方法中水平地震影响系数最大值、混凝土抗压强度和弹性模量、钢筋屈服强度和抗拉强度以及钢筋弹性模量对顶点位移的敏感性。结果表明,水平地震影响系数最大值对随机化Pushover方法顶点位移敏感性和重要程度最大,在分析中可以忽略其余5个参数的随机性。同时通过2个算例进一步验证了研究结果在多层和高层框架结构中的适用性。     

建筑工程项目主体结构施工技术研究——以亳州公路客运高铁枢纽站项目为例

鉴于当前建筑工程项目施工中,钢筋屈服强度无法满足工程文件中提出的指示标准值要求问题,以亳州公路客运高铁枢纽站项目为例,开展对其主体结构施工技术的设计研究。在明确该工程项目施工部署的基础上,通过基坑支护、降水、土方开挖及基础桩工程施工、钢筋结构施工、模板结构施工、混凝土结构施工,提出一种全新施工技术。通过对比分析证明,新的施工技术应用后,钢筋屈服强度能够充分满足工程项目的预期要求,促进整个项目施工质量的提升。     

HTRB700钢筋材料性能试验

研究表明,提高钢筋的强度将有效提高构件承载力、降低钢筋用量、减小施工难度.目前国外研制并应用于实际工程的高性能钢筋的屈服强度为400–900 MPa.我国研制的高强钢筋的屈服强度已达700 MPa.钢筋是应变率敏感材料,抗震结构以及抗爆结构在设计时均需考虑钢筋的应变率效应.为研究HTRB700钢筋的应变率效应,本文对HRB400和HTRB700钢筋材料的性能进行了试验测试,分别研究了其性能机理和应变率效应.其中,应变率效应试验的应变率范围为2.5×10^-4–100 s^-1.对应变率效应试验结果进行了拟合分析,给出了计算公式,为推广HTRB700新型高强度高塑性钢筋在抗震和抗爆结构中的应用提供参考.     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构抗震性能影响的研究

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2 g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.     

30SiMn材料PC钢筋预载断裂分析研究

ＰＣ（ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ）钢筋在施加预张应力时，镦头根部发生断裂是目前钢筋使用中出现的主要问题．力学测试和组织分析表明，镦头根部断裂的主要原因是镦头加热过程中钢筋强度降低，钢筋使用中的一些不规范行为造成钢筋长度上的差异，导致一组钢筋中各钢筋之间应力分配不均匀．当镦头根部的抗拉强度衰减至低于母体材料屈服强度以下，并且钢筋使用时一组钢筋长度上的差别超过钢筋局部伸长量时，由于钢筋失去利用均匀变形调整各钢筋间的应力分配的能力，而造成超载的钢筋早期断裂．     

框架房屋抗震设计的几点措施

指出了钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑常用的结构形式,未经抗震设计或抗震设计不合理的框架结构,在遭遇地震时所受到的破坏难以修复.框架房屋的抗震设计通过梁柱及节点核心区箍筋的配置、纵向钢筋的配置、混凝土强度等级、截面尺寸等几方面,合理地采取构造措施,使抗震结构有足够的强度和延性,从而最大限度地减少地震所造成的损失.结合现行有关规范及工程实践,提出了框架房屋抗震设计的几点措施.     

论钢筋混凝土框架结构房屋的抗震设计

指出了钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑常用的结构形式,未经抗震设计或抗震设计不合理的框架结构,在遭遇地震时所受到的破坏难以修复.框架房屋的抗震设计通过梁柱及节点箍筋的配置、纵向钢筋的配置、混凝土强度等级、截面尺寸等几方面,合理地采取构造措施,使抗震结构有足够的强度和延性,从而最大限度地减少地震所造成的损失.结合现行有关规范及工程实践,提出了框架房屋抗震设计的几点措施.     

对框架结构设计中应注意的问题的探讨

对框架结构中结点和梁端钢筋过密的问题从其导致的病害及采取的措施方面进行了分析,并对现浇框架柱、梁、板的混凝土强度等级、钢筋混凝土保护层厚度取值和框架结构抗震构造措施等问题进行了论述,为框架结构的设计提供了参考。     

偏心支撑钢框架支撑节点设计的必要性

偏心支撑钢框架结构体系在水平荷载作用下只要求耗能梁段发生屈服,而梁柱等其他构件不允许出现屈服。文章在对试验模型进行有限元分析中发现,在水平荷载作用下支撑下节点板件也出现了屈服现象;为了减小此部位应力及使此模型满足抗震要求,对支撑的节点进行了设计,设计后模型在水平荷载作用下支撑节点应力明显减小,满足了抗震要求。研究结果表明了偏心支撑钢框架支撑节点设计的必要性,对偏心支撑钢框架结构体系的研究和应用有一定的参考意义。     

HRB400级钢筋混凝土构件受剪性能试验

进行了用HRB400级钢筋作箍筋的受剪梁的试验，观测了试件在剪力作用下的破坏形态、变形特征、荷载一应力曲线、极限承载力等。试验结果表明，此类构件受力性能稳定，箍筋可以达到屈服，破坏形态与普通箍筋受剪梁类似。按照现行规范计算受剪承载力，实测值与计算值比值的平均值为1.48，余量较大，箍筋设计强度取为360MPa，可以满足设计的要求。