常用建筑鋼筋材料高應(yīng)變率力學(xué)性能研究.pdf

1、HPB235、HRB335和HRB400鋼筋是現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常用的鋼筋材料，同時(shí)也是其主要受力材料之一。通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，施加到這三種鋼筋上的載荷為靜態(tài)或者準(zhǔn)靜態(tài)的。而在遭遇恐怖襲擊、燃?xì)夤艿辣ǖ忍厥馇闆r下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受到動(dòng)態(tài)載荷的作用。此時(shí)，作為主要受力材料的鋼筋不可避免地也會(huì)受到動(dòng)態(tài)載荷的影響。研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成材料之一的鋼筋材料在動(dòng)態(tài)載荷作用下的力學(xué)性能，對(duì)于研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體在動(dòng)態(tài)載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)有重要

2、意義。因此，本文對(duì)三種常用的建筑鋼筋材料進(jìn)行了以下的研究：
　　(1)利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)分別對(duì)三種常用鋼筋材料進(jìn)行應(yīng)變率為6×10-4s-1的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)研究,獲得鋼筋材料準(zhǔn)靜態(tài)的力學(xué)性能，為動(dòng)態(tài)試驗(yàn)以及本構(gòu)參數(shù)擬合提供參考。
　　(2)分別采用SHPB試驗(yàn)裝置和旋轉(zhuǎn)盤沖擊拉伸系統(tǒng)對(duì)常用建筑鋼筋材料的試件進(jìn)行應(yīng)變率為160s-1~2000s-1的動(dòng)態(tài)壓縮、動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)研究。分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到應(yīng)變率對(duì)三種常用鋼筋材料力學(xué)

3、性能的影響規(guī)律：
　?、匐S著應(yīng)變率的增大，三種鋼筋材料的屈服應(yīng)力明顯增大。靜載屈服強(qiáng)度越高的鋼筋材料對(duì)應(yīng)變率的敏感程度越低。
　?、谌N鋼筋材料的屈服應(yīng)力隨等效塑形應(yīng)變率(ε)*的變化規(guī)律為：此公式省略，其中C和k為材料參數(shù)，σy0為參考應(yīng)變率下的屈服應(yīng)力。
　?、廴N鋼筋材料的塑性硬化模量在應(yīng)變率為160s-1~2000s-1范圍內(nèi)隨應(yīng)變率的增加而減小，且隨 ln((ε)/(ε)0)呈線性變化。
　　(3)通過

4、大量的數(shù)據(jù)分析，論證了沖擊拉伸試件試驗(yàn)段計(jì)算長度的取值，該值應(yīng)為試件中間平直段和弧線段總長。
　　(4)對(duì)Johnson-Cook本構(gòu)模型進(jìn)行改進(jìn)，并獲取了三種鋼筋材料改進(jìn)后的Johnson-Cook本構(gòu)模型參數(shù)。改進(jìn)后的Johnson-Cook本構(gòu)方程為：此公式省略。
　　將改進(jìn)后的Johnson-Cook本構(gòu)模型與拉伸、壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比，模型擬合值與試驗(yàn)值的平均偏差都在6％以內(nèi)，說明本文所改進(jìn)的 Johnson-Coo