开孔高强钢板材料力学性能的试验研究

以高强钢Q460、Q600为研究对象,对14块开孔高强钢板进行单向拉伸试验,并详细分析试件的破坏特征、应力-应变曲线及其应变能。研究结果表明:未开孔试件断口处发生了明显的颈缩现象;开孔试件易在开孔处出现应力集中而成为最先破坏的部位; Q600高强钢材的极限抗拉强度、耗能性能、延性均优于Q460高强钢材;增大试件厚度,可以改善试件的极限抗拉强度、塑性变形能力以及耗能性能;而开孔则在一定程度上降低了试件的力学性能;布孔位置对于高强钢的耗能性能具有显著影响;当开孔沿着材性试件的受拉方向对称轴布置时,其耗能能力优于沿与垂直受拉方向布置的耗能能力。     

单调及循环拉伸下开孔Q235钢材力学性能试验研究

对33个Q235钢材性试件进行单向拉伸与循环拉伸加载下力学性能试验,对比试件的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线,探讨试件在不同加载模式下的破坏机理、延性特征和滞回性能。试验结果表明,Q235钢材应力-应变曲线饱满,表现出良好的延性特征;开孔试件在孔洞周围应力集中现象明显;对比无开孔试件,开孔试件的耗能能力、抗拉强度和延性大幅度降低;试件开孔个数对试验结果有一定影响,开两个孔试件的延性及抗拉强度优于开一个孔的试件;试件耗能能力与加载模式的应变幅值和滞回圈数有关,试件耗能能力随应变幅值和滞回圈数的增大而增加。     

低屈服点钢LYP100单调与循环拉伸试验研究

对47个LYP100低屈服点钢焊接试件进行单向拉伸和反复拉伸加载试验,研究其在不同加载制度下的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线、破坏机理和延性特征.结果表明:试件横截面厚度是影响其耗能能力的重要因素,12mm试件的耗能能力明显优于6mm试件;焊接接头对试件的破坏有不利影响,带焊接接头的试件在循环加载作用下疲劳损伤累积效应显著,容易发生脆性破坏,延性变差;LYP100低屈服点钢与Q345钢、Q460钢焊接后,试件的强度提高,循环荷载作用下强度硬化现象明显,但是其延性变差.     

Q690高强钢疲劳损伤后力学性能试验研究

服役结构材料疲劳损伤后的残余力学性能对结构可靠性的评估有着至关重要的作用。为此,对Q690高强钢经不同疲劳损伤后的残余力学性能进行了试验研究。根据Q690高强钢在不同疲劳荷载作用下的疲劳寿命,设定了3级疲劳荷载和9组损伤振动次数,并将Q690高强钢试件在各疲劳荷载下进行不同次数的预损伤疲劳振动。然后,对这些具有不同疲劳损伤的试件进行静力拉伸试验,观察试件的断裂模式并获得应力-应变曲线,对比分析具有不同疲劳损伤试件的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性参数的变化规律。结果表明：Q690高强钢经疲劳损伤后的断口位置和截面形貌均发生明显变化;疲劳损伤后Q690高强钢在静力拉伸作用下的应力-应变关系曲线均无屈服平台,拉伸过程中出现位移不变、拉力突然减小的卸载现象,造成应力-应变关系曲线出现振荡;Q690高强钢的弹性模量受疲劳损伤影响相对较小,但是屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈服应变和极限应变却随疲劳损伤增加而减小。根据试验结果,建立了Q690高强钢力学性能参数与疲劳损伤之间的拟合公式,利用该公式可对具有不同疲劳损伤的Q690高强钢结构的力学性能进行有效评估。     

Q460高强钢单调与反复加载性能试验研究

通过对Q460高强钢进行单向拉伸与反复加载下材料性能试验，得到了各试件单调拉伸和反复加载下的应力-应变关系曲线，以及反复加载下的骨架曲线，并将试验结果与文献研究结果进行了对比。试验结果表明：单向拉伸材性试验中，11 mm厚Q460C高强钢板的平均断后伸长率为23.7%，屈强比为0.847； 21 mm厚钢板的平均断后伸长率为30.4%，屈强比为0.792；Q460钢的循环硬化程度比Q345钢明显减弱，主要原因是随着钢材强度的提高，钢材的屈强比增大，钢材的应变强化效应减小。根据钢材反复加载的滞回曲线，提出了Q460高强钢材的应力 应变滞回模型，用该模型计算得到的关系曲线与试验曲线对比，两者吻合较好。     

火灾后Q690高强钢超低周疲劳性能研究

为评估经历火灾的钢结构剩余抗震性能,需要明确火灾后结构钢材超低周疲劳性能。以受火温度、冷却方式和疲劳应变幅为变量,对23组高温后的Q690高强钢进行了超低周疲劳试验,获得了高温后Q690高强钢的疲劳寿命和循环应力-应变曲线。在此基础上,分析了Q690高强钢的超低周疲劳性能以及耗能能力,讨论了火灾后Q690高强钢的超低周疲劳破坏形态,并对其微观金相组织进行了观测,讨论了微观组织对超低周疲劳性能的影响。结果表明：高温后Q690高强钢仍具有良好的耗能能力,其循环应力-应变曲线呈现出饱满的梭形;经历600℃后自然冷却可以起到回火的效果,使Q690高强钢的疲劳寿命较常温的提高了23.4%;经历900℃高温后,冷却方式对Q690高强钢的峰值应力影响显著,浸水冷却的Q690高强钢的峰值应力是自然冷却的1.77倍;高温后Q690高强钢金相组织发生变化并影响其超低周疲劳性能;除经历900℃浸水冷却的Q690高强钢外,断口可以观察到明显的疲劳源、疲劳弧线和瞬断区,疲劳应变幅的增加使疲劳弧线间距增大。     

Q345与Q460结构钢材单调和循环加载性能比较

因循环硬化、软化和包辛格效应等的影响,钢材在循环加载下的力学性能与单调加载下的力学性能会有很大差异。借助于对Q345和Q460两种强度等级钢材的单调和循环加载试验,分别从单调加载性能、循环加载现象、循环加载力学性能以及循环本构模拟等几个方面分析它们力学性能差异。分析结果表明,两种钢材单调加载下的延性都比较好,且Q460钢材的延性要优于Q345的。两种钢材循环加载时应力-应变曲线具有循环硬化、循环软化和包辛格效应等现象;循环作用使得两种钢材的硬化作用提前,Q345钢材的循环硬化现象更明显;Q460钢材循环荷载下的滞回耗能能力并不比Q345钢材差,同时循环荷载下钢材产生累积损伤。混合强化模型能较好地模拟两种钢材的循环拉压曲线,为进一步研究此类钢材结构抗震性能提供较为准确的本构模型。     

Q460C高强度钢材焊缝连接循环加载试验研究

为研究高强度钢材Q460C焊缝连接在地震作用下的反应,对11个Q460C焊缝连接试件进行了8种不同加载制度的单调和循环加载试验,分析比较了不同加载制度下的应力-应变关系,研究其本构模型、力学性能、破坏模式、变形和延性特征以及损伤退化特性,并和母材的性能进行了对比。利用Ramberg-Osgood公式对其循环骨架曲线进行了拟合,确定了拟合计算式中的待定参数;通过试验标定了循环荷载作用下本构模型的参数,采用有限元程序ABAQUS利用混合模型对上述循环加载试验进行了较为准确的有限元模拟。研究结果表明：所有加载制度下试件最终均在焊缝和热影响区交界面拉断,这和焊缝连接处的应力集中有关;与母材单调拉伸性质相比,焊缝连接试件延性下降显著,说明焊接过程对钢材有严重影响,应采取措施避免破坏发生在焊缝区域。     

海洋环境下锈蚀高强度钢材滞回性能

为研究海洋腐蚀对Q690高强度钢材(简称高强钢)滞回性能的影响,针对通过室内人工加速模拟腐蚀方法获得的Q690高强钢锈蚀试件,进行形貌扫描和循环加载试验,分析了不同腐蚀程度对其滞回性能的影响规律,建立了锈蚀钢材滞回曲线模型参数与其锈蚀率之间的关系.结果 表明:Q690高强钢抗震性能随腐蚀程度的增加而下降,腐蚀100 d后试件的滞回耗能降低15.2％,极限抗拉强度降低14.6％,锈坑深度达600 μm;采用Ramberg-Osgood模型可以较好地模拟锈蚀高强钢在循环荷载作用下的力学性能,该本构模型具有较好的实用性.     

Q460D高强度结构钢材循环加载试验研究

高强度结构钢材在实际钢结构工程中已经得到广泛应用,国内外学者已经进行了一些研究,但对于循环荷载下高强度钢材本构关系的研究还很缺乏。通过对17个Q460D高强度结构钢材试件进行14种不同加载制度的单调和循环加载试验,得到不同加载制度下的应力-应变关系,探讨不同加载历史对其本构关系的影响,研究其材料本构模型、力学性能、破坏模式、变形和延性特征以及损伤退化特性。基于Ramberg-Osgood模型,拟合得到Q460D高强度结构钢材在循环荷载下的应力-应变关系骨架曲线;在Chaboche钢材塑性本构模型的基础上,通过试验标定Q460D高强度结构钢材的循环加载本构模型参数,并结合有限元程序ABAQUS对上述试验进行准确模拟。研究结果可为准确分析计算高强度钢材钢结构在地震作用下的受力性能提供基本前提。     

马钢建筑用高效结构钢材的开发应用

主要介绍马鞍山钢铁股份有限公司建筑高效钢材的开发情况。马鞍山钢铁股份有限公司现有钢铁综合生产能力1000万t,其中与建筑钢结构有直接关联的钢材品种占50%以上。马钢建筑用钢材产品覆盖型、线、板、带等,主导产品型材和板材质量达到国际先进水平,在国内建筑用钢材市场占有相当比例。     

福建体工队多层羽毛球馆钢结构分析

介绍了我省跨度最大的多层钢结构-体工队羽毛球馆工程概况,比较分析了多种结构,选定了钢骨混凝土柱钢梁钢桁架混合结构,进行详细分析,桁架节点设计,展现了钢结构在多层大跨度工程设计上的灵活性及优越性。     

钢-混凝土组合结构住宅建筑体系

介绍钢-混凝土组合结构住宅建筑体系的构成和特点以及针对该体系的施工工艺研究。     

索支承实腹式钢拱承载性能影响因素分析

运用由梁单元、杆单元及索单元组成的混合非线性有限元法对索支承实腹式钢拱结构进行参数分析,从而明确了撑杆数目、撑杆长度、钢索预应力、跨高比等因素对这种结构力学性能的影响,得出了一些有用的结论。     

中国钢结构行业现状和发展趋势

介绍了我国钢结构行业的发展现状 ,对建筑用钢材的品种及生产、使用情况进行了分析 ,展望了钢结构行业的发展前景。     

钢索压制锚固工艺的试验

通过对不同结构类型钢索压制锚固工艺的试验,对压制锚固工艺进行了系统研究,完善并优化了压制锚固工艺,使得压制锚钢索工艺更加成熟、稳定。     

青岛市立医院交通通廊钢结构设计

介绍了青岛市立医院交通通廊钢结构设计中的关键技术问题。在原有混凝土柱上增设钢柱的构造技术 ,施工简便 ,传力明确。钢桥节点设计中采用椭圆形螺栓孔可以减小温度应力影响。     

钢构架立面施工图单线表示方法

立面详图表示法适用于人工画构架立面施工图 ,由计算机程序自动生成结构立面详图时 ,不仅单体设计出图量大 ,而且由于程序缺少智能 ,尺寸、文字和构件线条常常重叠在一起 ,设计人修改编辑的工作量大。建议程序自动生成钢构架施工图时采用单线表示法代替立面详图表示法 ,即在有关国标规定的制图规则的基础上 ,结合钢结构施工图简化表达需要 ,增加一些制图规则 ,并将这些规则和斜撑节点标准构造大样编制成标准图。单体设计时按照这些制图规则 ,在用单线表示杆件的结构立面布置图中通过注释、列表、索引 ,与标准构造详图相结合 ,构成一套完整的构架施工图。从而使单体设计可以用单线立面结构布置图代替复杂的立面详图和大量的剖面     

建筑用耐火钢组织与性能的研究

对两种工业试制耐火钢的力学性能和微观组织进行了研究。通过回火处理,研究了回火温度对微观组织的影响,同时进行了金相分析,探讨了耐火钢的高温强化机理。试验结果表明:建筑用耐火钢的室温显微组织为多边形铁素体、少量珠光体和少量粒状贝氏体的混合组织;细小、弥散分布的M-A(Martensite-Austenite)组织是建筑用耐火钢保持良好高温性能的一个主要原因;高温下良好的组织稳定性有利于提高耐火钢的高温性能;thermo-calc热力学软件计算结果表明:Mn、Mo、Cr、V等合金元素能大量熔于渗碳体中,形成合金渗碳体,对阻止高温回火组织粗化,保持良好的高温性能有较大影响。     

桥梁工程中高强钢材应用综述

本文针对桥梁中的高强钢材应用,通过查阅近五年的相关文献,介绍了高强度钢材性能的发展变化情况。分别针对高强钢材、钢铰线和高强钢筋等研究现状进行了介绍,重点针对HRB500和HRB600高强钢筋的研究现状和应用水平,结合其性能特点和应用案例进行归纳总结,并对今后相应的发展和应用作了展望。