常用建筑鋼筋材料高應變率力學性能研究.pdf

1、HPB235、HRB335和HRB400鋼筋是現(xiàn)有鋼筋混凝土結構中常用的鋼筋材料，同時也是其主要受力材料之一。通常在結構設計中，施加到這三種鋼筋上的載荷為靜態(tài)或者準靜態(tài)的。而在遭遇恐怖襲擊、燃氣管道爆炸等特殊情況下，鋼筋混凝土結構會受到動態(tài)載荷的作用。此時，作為主要受力材料的鋼筋不可避免地也會受到動態(tài)載荷的影響。研究鋼筋混凝土結構組成材料之一的鋼筋材料在動態(tài)載荷作用下的力學性能，對于研究鋼筋混凝土結構整體在動態(tài)載荷作用下的力學響應有重要

2、意義。因此，本文對三種常用的建筑鋼筋材料進行了以下的研究：
　　(1)利用萬能材料試驗機分別對三種常用鋼筋材料進行應變率為6×10-4s-1的準靜態(tài)拉伸試驗研究,獲得鋼筋材料準靜態(tài)的力學性能，為動態(tài)試驗以及本構參數(shù)擬合提供參考。
　　(2)分別采用SHPB試驗裝置和旋轉盤沖擊拉伸系統(tǒng)對常用建筑鋼筋材料的試件進行應變率為160s-1~2000s-1的動態(tài)壓縮、動態(tài)拉伸試驗研究。分析處理試驗數(shù)據(jù)，得到應變率對三種常用鋼筋材料力學

3、性能的影響規(guī)律：
　?、匐S著應變率的增大，三種鋼筋材料的屈服應力明顯增大。靜載屈服強度越高的鋼筋材料對應變率的敏感程度越低。
　　②三種鋼筋材料的屈服應力隨等效塑形應變率(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為參考應變率下的屈服應力。
　　③三種鋼筋材料的塑性硬化模量在應變率為160s-1~2000s-1范圍內(nèi)隨應變率的增加而減小，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段計算長度的取值，該值應為試件中間平直段和弧線段總長。
　　(4)對Johnson-Cook本構模型進行改進，并獲取了三種鋼筋材料改進后的Johnson-Cook本構模型參數(shù)。改進后的Johnson-Cook本構方程為：此公式省略。
　　將改進后的Johnson-Cook本構模型與拉伸、壓縮試驗數(shù)據(jù)做對比，模型擬合值與試驗值的平均偏差都在6％以內(nèi)，說明本文所改進的 Johnson-Coo