400Mpa和500Mpa级钢筋高温下力学性能的试验研究

论文摘要

目前国际上200Mpa和300Mpa级钢筋已基本淘汰,400Mpa级钢筋成为普遍应用的品种,而发达国家钢筋的强度已达到500Mpa级或更高。正是基于此,本文将研究混凝土结构中将要推广使用的两种钢筋在高温下强度和变形的规律,即400Mpa和500Mpa级钢筋。利用自行研制的高温钢筋试验炉和变形量测装置进行试验。试验内容包括:两种钢筋在20℃～800℃范围内的屈服强度、极限强度、应力—应变曲线、弹性模量、应力下的温度变形等。对两种钢筋测量的同时,也对同一直径的两种钢筋试验结果进行了比较。在上述试验中采用了先升温再加载以及先加载后升温等两种应力-温度途径,以比较在这两种基本途径下的钢筋强度和变形差异。本文也研究应力-温度耦合作用对钢筋强度的影响,并分析了温度对钢筋强度和变形的影响。根据试验结果,本文给出了两种钢筋在高温下力学性能的各项计算式,可供混凝土结构高温计算时应用,也可以作为火灾后钢筋混凝土结构评估检测使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 火灾的危害
• 1.2 我国建筑结构用钢的现状及发展趋势
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 高温下钢筋的材料特性
• 2.1 高温下钢筋的物理特性
• 2.1.1 钢筋的热膨胀系数
• 2.1.2 导热系数
• 2.1.3 比热容
• 2.1.4 密度
• 2.2 钢筋高温下的物理化学变化
• 2.2.1 钢筋的研制过程
• 2.2.2 钢筋的成分及其力学性能
• 2.3 高温下钢筋的力学性能
• 2.3.1 高温下钢筋的强度
• 2.3.2 高温下钢筋的变形性能
• 2.3.3 高温下钢筋的弹性模量
• 2.4 本章小结
• 第3章 试验概括
• 3.1 试验设计
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验设备
• 3.2 高温试验炉
• 3.2.1 钢筋截面的温度分布和测量
• 3.3 炉膛纵向不均匀温度场的处理
• 3.4 钢筋的变形测量
• 3.5 加载系统
• 3.6 试验内容
• 3.6.1 试验研究内容
• 3.6.2 试验材料
• 第4章 钢筋的高温强度
• 4.1 恒温加载途径下钢筋的强度
• 4.1.1 恒温加载
• 4.1.2 屈服点的确定
• 4.1.3 试验结果
• 4.1.4 恒载加载途径下两种钢筋的强度
• 4.2 恒载升温途径下钢筋的强度变化
• 4.2.1 试验方法
• 4.3 两种应力—温度途径下强度的比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 钢筋的应力—应变关系
• 5.1 应力—应变全曲线
• 5.1.1 变形数据的处理
• 5.1.2 应力—应变全曲线
• 5.2 弹性模量
• 5.3 应力—应变曲线的计算模型
• 5.4 本章小结
• 第6章 不同应力水平下的温度变形
• 6.1 自由线膨胀
• 6.2 不同应力水平下的温度变形
• 6.2.1 试验方法
• 6.2.2 试验结果
• 6.2.3 应力下温度变形的计算式
• 6.3 短期高温徐变
• 6.3.1 钢筋高温蠕变试验研究
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢