模拟酸雨大气环境下Q420B高强钢角钢的腐蚀疲劳性能试验研究

目前,高强钢在建筑结构中逐渐得到广泛应用,而其耐候性和疲劳性能对结构安全影响较大。对于长期暴露在野外大气环境中的结构,如输电铁塔,因长期受风致振动和大气环境中酸雨腐蚀的耦合作用,易发生腐蚀疲劳破坏甚至倒塌,所以研究酸雨大气环境下高强钢(如输电塔常用钢Q420B)的腐蚀疲劳性能具有重要意义。为此,对43根Q420B等边角钢在模拟酸雨大气作用下的腐蚀疲劳性能进行了研究,并基于简化的单点 似然法及单点 成组法拟合了其应力-疲劳寿命(Δσ-N)曲线和不同保证率p下的p Δσ N曲面。研究结果表明：酸雨大气环境缩短了Q420B角钢在中低荷载水平下对应的中长期疲劳寿命,而对高荷载水平下对应的短期疲劳寿命影响不大;环境因素对角钢的腐蚀疲劳性能有显著的影响,在模拟试验中,腐蚀液的pH值越低,间隔喷雾时间越长,相同荷载下角钢的腐蚀疲劳寿命越短。     

高强钢与普通钢混合连接抛丸表面抗滑移系数试验研究

高强度结构钢延性较普通钢差,不宜应用于抗震设计中会出现塑性铰的高延性需求构件。在抗震设防区建筑结构中,高强钢构件宜与普通钢混合使用以满足结构抗震要求。因此,需对高强钢与普通钢混合连接的摩擦面抗滑移性能进行研究。文中以国产Q550、Q690、Q890三种等级高强钢搭配Q235与Q345普通钢制作了30个试件进行混合连接抛丸表面的抗滑移系数测量试验,并将试验结果与同等级高强钢连接抛丸表面抗滑移系数试验结果进行对比。结果表明,混合连接抛丸表面抗滑移系数大于同等级高强钢连接表面抗滑移系数。设计中,建议其取值与同等级高强钢连接表面抗滑移系数保持一致：Q550钢的混合连接抗滑移系数取0.50,Q690与Q890钢混合连接系数可取0.45。为分析抗滑移系数的影响因素,文中测量了同批次试件的钢材硬度、粗糙度、变形能力。分析结果表明,抗滑移系数受到接触表面的粗糙度及摩擦面相对变形能力的影响,而摩擦面相对变形能力受到材料本身塑性及不同材料塑性变形能力匹配度的共同影响;随着钢材等级的增加,抛丸表面粗糙度及钢材变形能力的下降,导致更高等级高强钢混合连接抗滑移系数的降低。     

Q160低屈服强度钢高强度螺栓摩擦型连接试验研究

针对材质为Q160的低屈服强度钢和Q345钢,对表面处理采用喷丸和喷硬质石英砂的试件进行高强度螺栓摩擦型连接试验。通过试验了解两种接触面处理方法对抗滑移系数的影响,并对Q160试件和Q345试件进行比较。试验结果表明,采用硬质石英砂处理试件的抗滑移系数高于采用喷丸处理的试件;Q160试件的摩擦系数并未因为强度降低而降低。因此,提出Q160低屈服强度钢高强度螺栓摩擦型连接设计时可采用与Q345相同的抗滑移系数的建议。     

超500 MPa级高强钢抛丸及抛丸后生赤锈表面抗滑移系数试验研究

为研究高强钢构件摩擦型螺栓连接抛丸和抛丸后生赤锈两种表面的抗滑移性能,以Q550、Q690、Q890三种等级国产高强钢制作30个试件并进行抗滑移系数测量试验。为了与普通强度钢材进行对比,还增加了Q345钢抛丸表面试件组作为对照。试验结果表明:对于抛丸表面,Q550钢抗滑移系数与规范GB 50017—2003《钢结构设计规范》Q345钢系数取值一致,可取0.50;而Q690和Q890钢的抗滑移系数相对减小,可取0.45。对于抛丸后生赤锈表面,建议设计中不宜考虑生赤锈导致的抗滑移系数增长。另外,为了分析摩擦面抗滑移性能的影响因素,试验测定了各等级钢材的硬度、在相同抛丸条件下的表面粗糙度以及塑性变形能力。分析结果表明,钢材等级越高,表面硬度越高,相同条件抛丸后表面粗糙度越小;抗滑移系数并非表面粗糙度的单一函数,钢材塑性变形能力也显著影响抗滑移系数。     

考虑焊接影响的低屈服点钢LY100超低周疲劳破坏机理研究

为研究低屈服点钢材LY100在反复拉力作用下的力学性能,设计LY100钢与Q345钢或Q235钢焊接连接的材性试件,共进行4组18个材性试件的单调和反复受拉加载试验研究。获得6种不同加载制度下试件的荷载-位移曲线、应力-应变曲线、滞回性能、超低周疲劳破坏机理以及延性特征等。研究结果表明,焊接接头对试件的超低周疲劳性能有不利影响,焊接接头使LY100钢材力学性能的稳定性和延性变差;LY100钢与Q345钢或Q235钢焊接后,材性试件的强度提高但延性下降;反复拉力作用下,带有焊接接头的材性试件呈现强度硬化、延性下降的受力特征,而未带焊接接头的材性试件会产生强度下降、延性增强的现象。     

高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力试验研究

高强度螺栓摩擦型连接是钢结构连接的主要形式,现行标准规范对其设计和计算方法已有详细的规定,各国规范都给出了不同表面处理方式下的抗滑移系数和预拉力取值等要求,但大多规定都是基于普通强度钢材的试验和应用研究成果,特别是对高强度钢材的抗滑移系数研究更少。完成了4组Q550和4组Q690高强度钢材的高强度螺栓摩擦型连接抗剪试验,监测了48h内螺栓预拉力的变化情况,得到了喷砂和轧制表面两种表面处理方式下的抗滑移系数,并与各国规范进行了比较,发现抗滑移系数实测值低于大多数现行规范建议值。直接使用大部分规范建议值进行高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接设计可能偏于不安全。     

煤气管道内积水中硫离子对Q235B钢腐蚀的影响

针对管道内壁存在含硫电化学腐蚀的现状,模拟大连市煤气管道内积水环境,采用动电位极化曲线扫描法和电化学阻抗谱,研究了硫离子（S2-）对Q235B钢腐蚀行为的影响。随着S2-质量浓度的增加,Q235B钢腐蚀电位先降低后升高,腐蚀速率先增大后减小。低质量浓度的S2-对Q235B钢的腐蚀表现为点蚀。高质量浓度的S2-对Q235B钢的腐蚀表现为均匀腐蚀,其腐蚀产物膜在短期内对Q235B钢有保护作用,即在一定程度上,高质量浓度的S2-对碳素钢具有缓蚀作用。当S2-的质量浓度为20mg／L时,Q235B钢的腐蚀速率最大。在人工煤气的生产净化中,应尽可能降低煤气中的含硫量。     

高强钢螺栓连接电弧热喷铝接触面抗滑移系数试验研究

高强钢结构对连接承载力的要求提高,为在高强钢结构中应用高强度螺栓摩擦型连接,需改进接触面处理方式以提高抗滑移系数.电弧热喷铝是一种新的接触面处理方式,其抗滑移系数较高,但目前电弧热喷铝接触面相关研究较少,应用于高强钢结构时缺少设计依据.针对Q460C,Q460D,Q890C三种牌号的高强钢,以及电弧热喷铝、轧制表面砂轮除锈和轧制表面钢丝刷除锈三种接触面处理方式,进行了 7组高强度钢材螺栓摩擦型连接试件的抗剪试验,分析了钢材强度、板件厚度、螺栓预拉力及接触面处理方式对抗滑移系数的影响.试验结果表明:荷载引起的10.9级高强度螺栓预拉力损失可达10％以上,经电弧热喷铝处理过的高强度钢材接触面抗滑移系数可达0.71,设计中建议按最小值取0.60.     

多层预应力巨型支撑-钢框架结构拉索初拉力预估研究

基于纯钢框架结构及钢框架-支撑结构的受力特点,提出新的结构形式——预应力巨型支撑-钢框架结构体系.从理论上分析预应力巨型支撑工作机理,基于此,提出拉索初始预拉力准则,通过数值模型研究巨型支撑变形的预估方法,进而建立初始预拉力的确定理论.认为预应力巨型支撑初始预拉力以“在外部作用下,受压预应力巨型支撑剩余拉力接近零”为准...     

钢垫板硬度对滑动铰节点性能的影响

滑动铰节点是用于抗弯钢架梁端的一种柔性连接。它是一种非对称的摩擦连接,能量通过梁下翼缘的开槽螺栓连接滑动耗散。摩阻力和荷载-位移滞回曲线的重复性依赖于所用垫片的类型。迄今为止,已对结构中使用的黄铜和低碳钢垫片进行了研究。对使用不同硬度钢垫板的滑移件进行相关试验,试验材料包括低碳钢、高强调质钢和耐磨钢。负担垫片滑动的梁和楔子的材料选用G-300低碳钢。模拟地震作用对试样进行动态测试。不同试样的所有位移曲线中,硬度最大的耐磨钢滑动特性最稳定、材料磨损最小、摩阻力最大。与黄铜相比,高强钢能够随时使用、成本较低、较易获得且不易腐蚀,这使得高强度钢成为更好的选择。