400MPa和500MPa鋼筋疲勞強(qiáng)度規(guī)范

通過鋼的微合金化技術(shù)分析,對(duì)熱軋帶肋鋼筋的抗震性能進(jìn)行了研究,并研制成功具有抗震性能的400、500mpa級(jí)鋼筋,為建筑用鋼筋增加了新的品牌,進(jìn)一步提高了建筑結(jié)構(gòu)安全水平。

通過鋼的微合金化技術(shù)分析,對(duì)熱軋帶肋鋼筋的抗震性能進(jìn)行了研究,并成功研制具有抗震性能的400mpa級(jí)鋼筋,為建筑用鋼筋增加了新的品牌,進(jìn)一步提高了建筑結(jié)構(gòu)的安全水平。

利用液壓伺服疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了400mpa級(jí)板帶在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的高周疲勞性能,測(cè)量了s-n曲線,確定了應(yīng)力幅低于疲勞強(qiáng)度時(shí)疲勞壽命與應(yīng)力幅之間的關(guān)系式;用掃描電鏡觀察該鋼的疲勞斷口,分析了疲勞斷裂特點(diǎn);在透射電鏡下觀察了斷口附近的微觀組織,并對(duì)其疲勞斷裂機(jī)理進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:疲勞裂紋起源于表面駐留滑移帶擠出脊、侵入溝或表面缺陷,裂紋源擴(kuò)展最終導(dǎo)致斷裂。

研究添加不同微合金元素對(duì)建筑鋼筋力學(xué)性能的影響,分析表明,在20mnsi中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.08%~0.10%的釩和0.04%~0.07%的鈦,可使鋼筋的屈服強(qiáng)度達(dá)到530mpa以上,抗拉強(qiáng)度達(dá)到650mpa以上。

介紹了500mpa級(jí)鋼筋的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀以及德標(biāo)b500b鋼筋的技術(shù)要求,研究了試制方案包括煉鋼、吹氬、軋鋼工序,通過生產(chǎn)試驗(yàn)分別進(jìn)行了10~28mm系列7個(gè)規(guī)格的試制和批量生產(chǎn)。實(shí)踐證明:軋材外形尺寸合格,軋材屈服強(qiáng)度rel﹥500mpa,抗拉強(qiáng)度rm>630mpa,最大力伸長(zhǎng)率agt>5%,強(qiáng)屈比rm/rel≥1.05,各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;完成了10~32mm系列德標(biāo)b500b鋼筋的產(chǎn)品認(rèn)證,并取得生產(chǎn)許可證書,成為國內(nèi)首家完成該產(chǎn)品的企業(yè)。

分析了泉州地區(qū)推廣應(yīng)用400mpa熱軋帶肋鋼筋的有利條件,提出了加強(qiáng)推廣應(yīng)用工作的幾點(diǎn)措施

通過安鋼高速線材采取負(fù)偏差軋制工藝生產(chǎn)400mpa熱軋帶肋鋼筋盤條的生產(chǎn)實(shí)踐表明:負(fù)偏差軋制可以有效地緩解目前400mpa級(jí)熱軋帶肋鋼筋盤條因開卷問題造成市場(chǎng)銷售不暢,確保企業(yè)與中間商利益共存的一種手段。但是企業(yè)在采取負(fù)偏差軋制的同時(shí),也要兼顧負(fù)偏差對(duì)鋼筋重量偏差及力學(xué)性能影響。

介紹了焦作鋼鐵股份有限公司采用電爐冶煉和鋼包吹氬攪拌、lf爐精煉,用連鑄機(jī)生產(chǎn)120mm×120mm20mnsi方坯,再用半連續(xù)式復(fù)二重軋機(jī)生產(chǎn)φ6mm～φ8mm400mpa熱軋鋼筋的生產(chǎn)工藝。用該工藝生產(chǎn)的鋼筋,其產(chǎn)品質(zhì)量完全符合gb1499—1998標(biāo)準(zhǔn)要求

本文系統(tǒng)介紹了４００ｍｐａ新ⅲ級(jí)鋼筋的研制和推廣的情況，介紹了承鋼生產(chǎn)的４００ｍｐａ新ⅲ級(jí)鋼筋的質(zhì)量情況及建筑行業(yè)作用４００ｍｐａ新ⅲ級(jí)鋼筋的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)規(guī)范。

介紹了安鋼采用100t電爐/轉(zhuǎn)爐-lf精煉爐-150連鑄方坯-高速無扭軋機(jī)-斯太爾摩線控制冷卻生產(chǎn)線,成功開發(fā)出鐵素體晶粒尺寸為5~7μm的細(xì)晶粒高強(qiáng)度400mpa級(jí)鋼筋盤條并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)的生產(chǎn)實(shí)踐。

介紹了在連續(xù)式小型軋機(jī)上綜合應(yīng)用控軋控冷(tmcp)技術(shù)和形變誘導(dǎo)鐵素體相變(dift)理論,研究臨界奧氏體區(qū)低溫精軋和軋后控冷新工藝的試驗(yàn)情況。利用335mpa級(jí)的20mnsi鋼坯,成功軋制出18mm規(guī)格和25mm規(guī)格400mpa級(jí)細(xì)晶粒熱軋鋼筋,鐵素體晶粒度9.5～10級(jí),尺寸為13～11μm,屈服強(qiáng)度425～470mpa,各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到gb1499.2-2007《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》標(biāo)準(zhǔn)要求。

針對(duì)昆鋼400mpa盤條鋼筋生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的屈服強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率偏低、同卷盤條力學(xué)性能不穩(wěn)定等問題,取樣進(jìn)行了化學(xué)成分、金相顯微組織、斷口形貌及夾雜物檢驗(yàn)分析。結(jié)果表明:屈服強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率偏低的主要原因?yàn)樵嚇咏鹣囡@微組織出現(xiàn)8%～30%的粒狀貝氏體,粒狀貝氏體質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的試樣斷口形貌表現(xiàn)為脆性斷裂,鋼筋塑韌性差;同卷盤條力學(xué)性能不穩(wěn)定的主要原因?yàn)槔鋮s速度不同造成金相組織中貝氏體質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。針對(duì)上述情況,煉鋼采取出鋼全程底吹氬及渣洗工藝,軋鋼采取降低精軋及吐絲溫度(精軋入口溫度控制為870～890℃、吐絲溫度控制為840～870℃)、減弱斯太爾摩控冷強(qiáng)度、增加輥道速度等措施,消除了400mpa盤條鋼筋性能異常情況。

關(guān)于400MPa熱軋鋼筋推廣應(yīng)用的有關(guān)政策

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本文介紹了將高銅連鑄坯試軋成滿足gb1499-1998標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)格為(6~25)mm的400mpa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的實(shí)踐過程,同時(shí)對(duì)此進(jìn)行理論分析。

介紹了采用鈮釩復(fù)合微合金化技術(shù)研制開發(fā)hrb400鋼筋的工藝和產(chǎn)品性能,分析了冶煉、軋制工藝及合金元素對(duì)鋼筋性能的影響規(guī)律,并應(yīng)用回歸分析方法確定了鈮、釩元素對(duì)性能影響的經(jīng)驗(yàn)公式,對(duì)開發(fā)鈮釩微合金鋼具有很好的指導(dǎo)意義。實(shí)踐證明,采用鈮釩復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)hrb400鋼筋,不僅其機(jī)械性能良好,而且具有低成本優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)現(xiàn)有工藝設(shè)備,以20mnsi坯料為母材,通過調(diào)整化學(xué)成分,修改精軋孔型設(shè)計(jì)參數(shù),采用控制軋制和控制冷卻工藝,成功地生產(chǎn)鐵素體晶粒尺寸在5～10μm的400mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋。

500MPa超級(jí)鋼的強(qiáng)化方式與顯微組織

500mpa級(jí)鋼筋是我國冶金行業(yè)研究開發(fā)的新型高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋,本文通過12根采用500mpa級(jí)鋼筋作為受力鋼筋的混凝土軸心和偏心受壓柱的受力性能試驗(yàn),分析了這種新型鋼筋混凝土柱的受力特點(diǎn),提出了受壓承載力的計(jì)算方法和500mpa級(jí)鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的建議,為將500mpa級(jí)鋼筋列入我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50010-2010)提供了依據(jù)。

通過對(duì)8根采用500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋作為受力縱筋和1根采用hrb400級(jí)鋼筋作為受力縱筋的混凝土軸心受壓構(gòu)件受力性能的試驗(yàn),得到了縱向受壓構(gòu)件荷載—應(yīng)變曲線,分析了混凝土強(qiáng)度、箍筋體積配箍率及縱筋配筋率對(duì)混凝土受壓峰值應(yīng)變的影響。研究結(jié)果表明,隨著混凝土強(qiáng)度、箍筋體積配箍率的提高,混凝土的受壓峰值應(yīng)變也會(huì)提高。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,建議500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy′=420mpa。

通過對(duì)6根不同替代率、不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)且配置500mpa級(jí)鋼筋的再生混凝土適筋梁進(jìn)行受彎性能試驗(yàn)研究。重點(diǎn)分析了不同再生骨料替代率和混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)再生混凝土梁平截面假定適用性、承載能力、抗裂性能等方面的影響,探討再生混凝土梁與普通混凝土在破壞形態(tài)等方面的異同。研究表明,除再生混凝土梁開裂荷載理論計(jì)算值比實(shí)測(cè)值大,不利于工程應(yīng)用外,500mpa級(jí)鋼筋再生混凝土梁極限承載力沒有降低,能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,建議對(duì)再生混凝土梁開裂荷載理論計(jì)算值除以1.3進(jìn)行調(diào)整。

基于鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)相關(guān)原理,結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),研發(fā)500mpa級(jí)φ36,φ40鋼筋套筒全灌漿接頭。設(shè)計(jì)500mpa級(jí)φ36,φ40全灌漿套筒,并制作500mpa級(jí)φ40鋼筋套筒灌漿接頭試件,進(jìn)行灌漿接頭單向拉伸試驗(yàn)。研究結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)中全灌漿套筒受力更合理、生產(chǎn)效果更高,且節(jié)能環(huán)保；接頭試件單向拉伸性能滿足相關(guān)規(guī)范要求。研究成果可應(yīng)用于我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相鄰預(yù)制構(gòu)件的鋼筋連接。