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crb550冷轧带肋钢筋高温处理后力学性能试验研究

2014-08-25 15:24:19浏览:333评论:0来源:高延性冷轧带肋钢筋行业协会   
核心摘要:为了的得到高温后crb550冷轧带肋钢筋的材料特性,对钢筋在高温后的烈血性能进行试验研究。通过高温后的加载拉伸试验,得到不同温度下冷轧带肋钢筋的屈服强度、极限强度、延伸率、面缩率和应力应变曲线,并测定高温后冷轧带肋钢筋的弹性模量和热膨胀系数。试验表明:冷轧带肋钢筋在400℃以内极限强度有小幅回升。
  摘要:为了的得到高温后crb550冷轧带肋钢筋的材料特性,对钢筋在高温后的烈血性能进行试验研究。通过高温后的加载拉伸试验,得到不同温度下冷轧带肋钢筋的屈服强度、极限强度、延伸率、面缩率和应力应变曲线,并测定高温后冷轧带肋钢筋的弹性模量和热膨胀系数。试验表明:冷轧带肋钢筋在400℃以内极限强度有小幅回升。随着经历温度的升高极限强度逐步下降。通过对试验结果的分析,拟合到冷轧带肋钢筋高温后的力学性能随温度的变化回归数学模型公式。
   冷轧带肋钢筋作为一种实用的新型建筑钢材,它广泛应用于各类钢筋混凝土结构工程中。由于它具有强度高于混凝土粘结锚固力强,并且有足够的塑性,能提高工程的技术水平和工程质量,减少原材料的小号,降低工程的造价,充分发挥经济和社会效益。因此,建设部将其纳入“九五”期间建筑业重点推广的10项新技术之一(包含在“高效钢筋和预应力混凝土技术”项目内),同时冷轧带肋钢筋的推广应用也是国家跨世纪重大推广工程-广厦工程的重要内容之一。国内外的试件说明,冷轧带肋钢筋作为高效钢筋的一种,具有广阔的应用前景。但是对于该类钢筋建筑成的建筑物遭遇火灾后材料性能的变化还不了解。同类问题的研究中还没有发现其内容。因此本文对冷轧带肋钢筋高温后的力学性能进行试验研究,并通过试验结构的回归分析拟合得到冷轧带肋钢筋高温后性能指标的计算模型。得到经历不同温度后的冷轧带肋钢筋(crb550)的应力变化-应变关系、屈服强度等力学性能指标;采用统计回归的方法,拟合得到冷轧带肋钢筋(crb550)的主要力学性能参数随着温度变化的规律。
   1 试验条件及过程
   高温(火灾)后条件下的钢材材料性能试验是在山东建筑大学的材料试验机上进行的,该试验能自动记录单向拉伸的应力-应变关系曲线,能够满足本试验目的的要求。试件按试验机制定的形状、规格、尺寸制作。试验方法依据中华人民共和国国家标准《金属拉伸试验标准》(GB228-87)进行。
   本次试验充分考虑建筑物真是火灾的情况和试验条件的具体情况,确定对钢筋的加热时间为20min,同时考虑不同的加热持续时间、冷却形式和冷轧时间对才来哦性能的影响,故试验分为A、B、C三组,其中A组为加热时间20min和自然冷却的条件下进行;B组为加热时间20min和泼水冷却的条件下进行的;C组为不同加热时间和自然冷却的条件下进行的。
   1)A组试验为冷轧带肋钢筋(crb550)经历不同温度(加热时间相同)后再自然冷却条件下的试验单向拉伸试验。试验温度包括常温(室温为16℃)、100、200、300、400、500、600、700、800、900℃共10个温度点。试验首先是常温应力控制、到达屈服阶段时,采用仓问应变速率试验控制,应变速率2mm/min。试验获得的主要数据包括:应力-应变关系图形、屈服强度(经历不同温度其屈服强度不同,前期为条件屈服强度,后期为屈服强度)、极限强度、面缩率、伸长率。
   2)B组试验为冷轧带肋钢筋(crb550)经历不同温度(加热时间相同)后且在泼水冷却条件下的试件单向拉伸试验。试验温度包括400、500、600、700℃共4个温度点。试验首先是常应力控制、到达屈服阶段时,采用常应变速率试验控制、应变速率为2mm/min。试验获得的主要数据包括:应力-应变关系图形、屈服强度(经历不同温度其屈服强度不同,前期为条件屈服强度,后期为屈服强度)、极限强度、面缩率、伸长率。
   3)C组试验为冷轧带肋钢筋(crb550)经历温度700℃后且在自然冷却条件下的试件单向拉伸试验。加热时间为10、20、30、60、120min共五个时间点。试验首先是常应力控制、达到屈服阶段时,采用常应变速率试验控制,应变速率为2mm/min。试验获得的主要数据包括:应力-应变关系图形、屈服强度(经理不同温度其屈服强度不同,前期为条件屈服强度,后期为屈服强度)、极限强度、面缩率、伸长率。
   2 试验结果及分析
   A、B、C组试验,试验结果分别如下:
   A组试件的试验表明:随着温度的升高,屈服强度、极限强度整体呈下降趋势。伸长率呈上升趋势。但是在开始加热到400℃时屈服强度、极限强度有上升趋势,在400℃时达到极限,随后呈下降趋势。700℃时强屈比大于0.8;
  B组试验表明不同的冷却条件对钢筋火灾后的强度有影响,但不明显,经历相同温度在自然冷却条件下的剩余强度和水冷基本相同,最高仅差6%,可能由于材料的差异造成的;
  C组试验表明:在经历相同温度后,从经历不同时间对钢筋剩余强度的影响数据可以看出,随着时间的增长,其剩余强度有降低的趋势。
  3 高温后冷轧带肋钢筋的材料模型
  高温后结构分析和正常结构分析的主要区别在于材料性能经历不同温度而变化。材料的力学性能指标主要包括:弹性模量、极限强度、伸长率等。结构火灾后的分析结果很大程度上取决于分析中所采用的高温后的材料各项力学指标的精度。通过对比试验结果对自然冷却的试验数据进行回归分析。拟合得到各力学指标随稳步变化的计算公式。
  1)屈服强度
  2)极限强度
  3)伸长率
  4 回归数学模型和试验结果的对比
  按以上回归数学模型公式计算得到的冷轧带肋钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量、伸长率的结果与试验结果对比如下图。通过下图可以看出回归数学模型的相关系数比较准确,可以反映试验结果。
   5 结论
   通过本文的研究可以得出冷轧带肋钢筋的主要性能指标如下:
   1)随着温度的升高,屈服强度、极限强度整体是下降趋势,但是在400℃以内有小幅反弹,大约在5.5%至6.9%之间;伸长率呈上升趋势。700℃时强屈比大于0.8;
  2)不同的冷却条件对钢筋火灾后的强度影响不明显;
  3)在经历相同温度后,从经历不同时间对钢筋剩余强度的影响数据可以看出,随着时间的增长,其剩余强度呈降低趋势。

(责任编辑:小编)
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