HRBF500钢筋高温后力学性能试验研究

通过拉伸试验,研究20,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1 000℃高温冷却后HRBF500钢筋屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和受拉应力-应变关系的变化规律。结果表明,高温冷却后细晶钢筋,温度历程低于500℃时,钢筋的力学性能变化不明显;高于500℃时,随温度历程的升高,钢筋的应力-应变关系曲线逐渐软化,钢筋的各项力学指标逐渐退化。基于试验数据,提出了高温后500 MPa细晶粒钢筋屈服强度、极限强度和弹性模量随温度变化的计算公式,为开展细晶粒钢筋结构抗火性能分析及火灾后损伤评估提供基础性素材。     

500MPa细晶粒钢筋高温下的应力-应变关系

通过拉伸试验,研究了20,200,300,400,500,600,700℃下500 MPa细晶粒钢筋屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和受拉应力-应变关系的变化规律.结果表明,500MPa细晶粒钢筋屈服强度、极限强度以及弹性模量随温度的升高而逐渐下降,其屈服强度的变化规律与普通热轧钢筋有较大差异.基于试验数据,建议了高温下500 MPa细晶粒钢筋屈服强度、极限强度和弹性模量随温度变化的计算公式以及高温本构模型.     

高温下1860级钢绞线钢丝力学性能试验研究

钢绞线高温力学性能是研究预应力结构抗火性能及受火灾后结构损伤鉴定与评估的基础,本文从同一根钢绞线边丝中截取16根钢丝试件进行高温下拉伸试验,得到高温下钢丝试件拉伸的力-位移曲线、应力-应变关系曲线以及屈服强度、极限强度、比例极限、弹性模量与试验温度的关系。试验结果表明,高温下钢绞线钢丝的应力-应变关系曲线随温度升高趋于平缓,力学性能指标随温度升高不断退化。本文试验结果可以为研究预应力结构抗火性能的计算与分析提供参考。     

高强钢筋高温作用浸水冷却后的强度分析

通过试验测得600 MPa高强钢筋经历550℃和750℃高温作用后在浸水冷却条件下的应力-应变曲线,并研究了其极限抗拉强度、屈服强度和强屈比等强度指标随温度的变化情况。研究结果表明:750℃高温作用后的浸水冷却对600 MPa级高强钢筋的极限抗拉强度和屈服强度影响显著,而550℃高温作用后的浸水冷却对高强钢筋的极限抗拉强度和屈服强度影响不大。该研究对600 MPa级高强钢筋混凝土结构抗火设计及高温后结构安全性评价提供理论依据。     

高温后1860级钢绞线力学性能试验研究

钢绞线高温力学性能是研究预应力结构抗火性能及受火灾后结构损伤鉴定与评估的基础。从同一根钢绞线边丝中截取16根钢丝试件进行高温后拉伸试验,得到高温后钢丝试件拉伸的应力-应变关系曲线以及屈服强度、极限强度、比例极限、弹性模量与试验温度的关系。试验结果表明,高温后钢绞线钢丝的力学性能指标在温度低于300℃时变化不明显,高于300℃时力学性能指标逐渐退化。试验结果可以为研究预应力结构受火灾后的损伤鉴定与评估提供参考。     

高温后Q235钢材力学性能试验研究

通过对高温后Q235钢材力学性能的试验研究,描述了高温后钢材的表面特征,探讨了钢材受热温度和恒温时间对高温后钢材力学性能的影响,并建立了高温后钢材屈服强度-受热温度、极限强度-受热温度、泊松比-应力比和拉伸应力-应变关系曲线拟合方程.试验表明:随着受热温度的升高,高温后钢材的屈服强度、极限强度整体上呈降低趋势,而弹性模量和泊松比则基本不变;恒温时间对力学性能的影响不太明显;所拟合的高温后钢材屈服强度—受热温度、极限强度—受热温度、泊松比—应力比和拉伸应力—应变关系曲线方程均与实测结果吻合较好.     

00Cr17Ni14Mo2不锈钢高温力学性能

利用高温炉对00Cr17Ni14Mo2不锈钢开展了一系列高温下的稳态拉伸试验、瞬态拉伸试验和蠕变试验,测得了不锈钢在不同高温温度下的弹性模量、屈服强度、极限强度、极限应变、伸长率和蠕变应变.利用MATLAB软件对00Cr17Ni14Mo2不锈钢各力学性能(弹性模量、屈服强度、极限强度、极限应变、伸长率)与温度关系曲线和蠕变曲线进行了拟合.结果表明:当应力水平为0.2fu(fu为不锈钢常温极限强度)时,00Cr17Ni14Mo2不锈钢在较高温度(600℃)下的短期蠕变应变相当明显,在钢结构抗火计算时应考虑短期蠕变应变对钢结构响应的影响.所建立的00Cr17Ni14Mo2不锈钢各力学性能与温度关系方程均能较好地拟合试验结果.     

高温下不锈钢螺栓的材料性能试验研究

为了给建筑钢结构螺栓连接的抗火性能分析与抗火设计提供依据,对不锈钢螺栓高温下的力学性能进行试验研究,开展了两组不同等级不锈钢螺栓高温下的拉伸试验,得到了不同温度下不锈钢螺栓的全应力应变曲线。对不锈钢螺栓高温下的弹性模量、屈服强度和极限强度进行分析,将试验结果与不锈钢母材和耐火钢螺栓在高温下力学性能进行了对比,并对比相关规范关于不锈钢母材的推荐值,提出了不锈钢螺栓高温下弹性模量、屈服强度和极限强度的折减模型。研究结果表明:不锈钢螺栓高温下的极限强度折减系数与欧洲规范EC3中对不锈钢母材的推荐值相近,弹性模量折减系数差距较大。温度低于650℃时,不锈钢螺栓相比不锈钢母材屈服强度下降更慢;温度在500～900℃时,不锈钢螺栓相比耐火钢螺栓强度和弹性模量下降更慢。     

高强Q460钢高温冷却后力学性能研究

为了评估高强Q460钢高温冷却后的力学性能,采用电炉对高强Q460钢进行加热升温,再采用自然冷却或浸水冷却方式冷却,然后进行拉伸试验,获得了高温冷却后高强Q460钢的应力-应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量和极限伸长率.将高温冷却后高强Q460钢和普通Q235钢的屈服强度、极限强度和弹性模量进行对比.结果表明:高温后高强Q460钢力学性能与常温下力学性能相比有所变化,尤其是当温度超过700℃时,变化基本较大;700℃后,不同冷却方式对高强Q460钢极限强度和极限伸长率影响较大,浸水冷却后钢材的极限强度明显高于自然冷却后钢材的极限强度,而浸水冷却后钢材的极限伸长率则明显低于自然冷却后钢材的极限伸长率;高强Q460钢弹性模量和屈服强度受冷却方式的影响较小;高温冷却后高强Q460钢与普通Q235钢屈服强度、极限强度和弹性模量折减系数存在差异.     

高温下高强度螺栓20MnTiB钢的材料性能试验研究

对我国10.9级高强度螺栓常用的20MnTiB钢材进行了高温下的材料性能试验.试验得到的数据有应力-应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和热膨胀系数.根据试验结果得到了可用于理论分析的20MnTiB钢高温材性模型,并将之与其他国家推荐的高温钢材模型进行了比较.本文的研究成果为钢结构高强度螺栓连接的抗火性能分析与抗火设计提供了基础.     

高温下SM41钢的材料性能试验研究

钢材的材料力学性能指标的选定对钢结构抗火性能分析与抗火设计的影响很大 ,世界上许多国家都给出了各自的钢材材料力学性能指标。通过对常用于制作冷弯型钢的日本标准SM41钢进行高温下的材料性能试验 ,得到的数据有 :应力 -应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和热膨胀系数。根据试验结果得到了可用于理论分析的高温钢材模型 ,并将之与其他国家推荐的高温钢材模型进行了比较     

马钢耐火钢高温下材料性能试验研究

为了得到高温下耐火钢的材料特性,对马钢集团开发的耐火钢在高温下的力学性能进行了试验研究。通过高温下的恒温加载拉伸试验,得到不同温度下耐火钢的屈服强度、极限强度、延伸率、面缩率和应力-应变关系,并测定高温下耐火钢的热膨胀系数,采用悬丝耦合共振法测定高温下耐火钢的初始弹性模量。试验表明,马钢耐火钢在600℃时的屈服强度大于常温下的2/3,弹性模量大于常温下的3/4。通过对试验结果的分析,拟合得到耐火钢的各力学指标参数随温度变化的计算公式,这些公式可用于耐火钢结构抗火性能的分析与设计。     

国产Q690高强钢高温下力学性能试验研究

通过国产Q690高强钢的稳态试验研究,得到20~800℃下钢材的试验现象、应力-应变关系曲线、力学性能参数,并将所得试验结果与相关规范和已有研究进行比较。研究发现：随温度升高,试验后钢材表面及断口形貌区别明显,应力-应变关系曲线的初始线弹性段缩短、极限应力对应应变减小、下降段趋于平缓;弹性模量、屈服强度和抗拉强度等力学性能指标随温度升高而降低;而断后伸长率在200~500℃时相较于常温值有小幅度下降,600℃后明显增加;当温度低于500℃时,不同名义屈服强度折减系数之间存在较大差异。目前已有研究建议的钢材高温力学性能模型并不适用于Q690高强钢,通过试验结果拟合得到了高温下Q690钢力学性能模型,以期用于Q690钢材的钢结构抗火安全评估与设计。     

建筑用铝合金单次及反复受火后力学性能试验研究

为评估火灾后铝合金结构性能，应采用合理的材料本构模型，为此，对建筑用6061-T6、7075-T73铝合金进行了单次和反复受火后力学性能试验（采用自然冷却和消防喷水冷却两种冷却方式）。分析了受火后铝合金应力-应变全曲线、弹性模量、屈服强度、抗拉强度以及延性等相关力学性能指标及其随受火温度的变化。试验结果表明：6061-T6铝合金在经历超过300℃高温后，其力学性能发生明显变化，而对于7075-T73铝合金，相应温度为200℃；不同冷却方式和反复升温-冷却过程对铝合金的力学性能影响较大；拟合了不同冷却方式下6061-T6、7075-T73铝合金单次及反复受火后力学性能的计算式，其结果与试验结果吻合良好。     

高温后镀锌钢材和低碳钢材力学性能研究

为了对高温后镀锌钢材和低碳钢材力学性能进行研究,设计并制作了一批试样,对其进行拉伸试验。通过对不同加温后的镀锌钢材和低碳钢材拉伸曲线进行分析,探讨温度对拉伸曲线、屈服强度、弹性模量和极限强度的影响。试验表明,镀锌钢材和低碳钢材拉伸曲线分弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段四个阶段,镀锌钢材、低碳钢材的屈服强度、极限强度、弹性模量随着加温温度的增加而降低;低碳钢材性能受温度的影响小于镀锌钢材;拟合的高温后钢材屈服强度和极限强度曲线与试验结果吻合较好。     

不同冷却方式下S280GD+Z钢材高温后力学性能试验研究

为研究高温及冷却方式对不同厚度S280GD+Z钢材力学性能的影响，通过高温、冷却和拉伸试验，对经历20℃～800℃高温后1.0mm、1.5mm和2.0mm厚S280GD+Z钢材在自然冷却和浸水冷却方式下的力学性能进行了试验研究。结果表明：受火温度和冷却方式对S280GD+Z钢材表面特征和破坏模式影响较大，对其弹性模量影响较小；温度低于600℃时，受火温度和冷却方式对S280GD+Z钢材屈服强度、极限强度和伸长率影响较小；温度超过600℃后，自然冷却方式下，不同厚度S280GD+Z钢材屈服强度和极限强度均随受火温度提高而降低；浸水冷却方式下，1.5mm和2.0mm厚S280GD+Z钢材屈服强度和极限强度随受火温度的提高而增大，伸长率随受火温度的提高而降低。将不同厚度S280GD+Z钢材高温后力学性能与其他冷成型钢材比较，认为不同钢材高温后力学性能差异较大。所建立力学参数与受火温度间数学模型可为采用S280GD+Z钢材的冷弯薄壁型钢结构火灾后安全评价与加固设计提供参考。     

高温后花岗岩力学性能的试验研究

对经历不同高温后花岗岩的力学性能进行了试验研究，分析了花岗岩应力．应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量和泊松比等的变化情况。研究结果表明，经历400℃以内的高温后，温度对花岗岩的力学性能的影响不明显。但经历的温度超过400℃后，随受热温度升高花岗岩力学性能迅速劣化，花岗岩峰值应力(或强度)和弹性模量急剧降低，而峰值应变迅速增长。高温后花岗岩泊松比随经历高温的增加而呈减少趋势。     

高温下Q345钢的材料性能试验研究

主要对我国建筑钢结构中常用的Q345钢进行了高温下的材料性能试验。试验得到的数据有 :应力 应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量和延伸率。根据试验结果得到了可用于理论分析的高温钢材模型 ,并与其他国家推荐的高温钢材模型进行了比较     

500MPa级钢筋混凝土柱受压区受火性能研究

为研究高温后500MPa级钢筋混凝土柱的力学性能,本文共研究11根钢筋混凝土柱,分别对4根未受火试件和7根受火试件进行静力加载试验.火灾试验采用IS0834标准升温过程曲线,同时考虑偏心距和受火时间对试件力学性能的影响.通过试验,得到试件破坏形态以及极限承载力、截面平均应变分布、柱中侧向位移曲线、截面特性.研究表明:①混凝土柱受压区受火后,界限偏心距下的混凝土柱,破坏时由于受拉钢筋未屈服,混凝柱出现由受拉破坏(大偏心破坏)转变为受压破坏(小偏心破坏);②500MPa级钢筋能够和C30混凝土较好地协同工作,通过截面应变的分布可以得到,在平均应变层次上的平截面假定仍适用于火灾后混凝土柱的分析;③火灾后轴心受压柱的破坏形态转变为小偏心受压柱,截面抗弯能力随着偏心距的增加而减小.     

预应力平行钢丝束高温力学性能

采用非接触式应变视频测量(CCDC)系统,对抗拉强度为1670MPa的7根×7mm平行钢丝束进行高温力学性能试验.基于试验得到的平行钢丝束高温应力-应变全曲线,研究了平行钢丝束比例极限、弹性模量、名义屈服强度、断裂强度的高温折减系数以及高温应力-应变关系.结果表明:平行钢丝束高温下应力-应变全过程具有显著的应力强化阶段和颈缩阶段,2.00%应变下的高温名义屈服强度适用于平行钢丝束.