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[摘 要]建筑工程项目中，一些特殊部位可能会遭受强烈的外部冲击荷载作用，混凝土与钢筋协同作用，应对外部冲击，在这个过程中，建筑钢筋的动态力学行为会发生明显变化。本文采用静力与高应变率试验系统，分别研究当前市场上几种常见钢筋材料在静载及应变率为2～80下的力学行为情况。从本次研究结果来看，建筑钢筋力学性能改变存在明显的相关性特点，随着应变率增大，其屈服强度、极限强度均得到不同程度的提高。相比之下，在相同工况下，钢筋材料屈服强度的提高幅度明显高于极限强度。
[关键词]高应变率 建筑钢筋 力学性能
中图分类号：R125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0121-01
前言
在当前部分建筑工程项目中，一些特殊部位在服役期间可能会遭受强烈的外部冲击荷载作用。由于这些构筑物主要为钢筋混凝土结构，通过混凝土与钢筋协同作用，一起化解外部荷载对建筑结构稳定性的影响。在这个过程中，建筑钢筋的动态力学行为会发生明显变化，如果不能正确认识到这种变化，将会对建筑结构的稳定性产生影响。因此，本文對高应变率下建筑钢筋力学性能的相关问题进行分析。
1.钢筋静载与高速拉伸试验
在本次研究中，分别选择规格为12mm、14mm、25mm的PB235、HRB335、HRB400建筑钢筋为研究对象，在将其加工为棒形试件后，按照《金属材料室温拉伸试验方法》对其最大拉伸力进行限制。在本次研究中，三种钢筋试件的原始标距长度分别为40mm、50mm、50mm。
在加载过程中，遵照《金属材料室温拉伸试验方法》的相关内容，在该实验中，数据采集系统记录荷载传感器与精密位移输出数据后，会得到本组试验钢筋的应力-应变关系。实验前，在设备控制程序中，输入夹具间的距离及拟拉伸速率与试件原始标距截面面积，之后按照试验的要求，将激光位移测量仪的参数水平设置为30mm，之后进行加载。加载结束后，整个数据采集系统所记录的拉伸力时程数据，使用激光位移测量仪输出测量信号，解读标距范围内试件变化情况。
在综合上述信息后，由数据处理系统所得到的建筑钢筋试件应力曲线存在一定的波动（如图1所示）。在平滑曲线过程中，首先剔除结果中的异常点，再采用移动平均法，确定曲线结果的变化趋势，并将其参数周期设置为20，即第i个数据点是对其前后10个的数据的平均值。在完成上述操作后，取趋势线与圆曲线中的一系列交叉点（C点与D点），并将这些连接得点进行平滑处理，获取最终结果。
2.结果研究
按照上文提出的方法测试之后，得到不同应变率作用下3种建筑钢筋典型的拉伸应力一应变关系曲线，如图2所示。发现建筑钢筋试件在不同应变率情况下，其屈服强度、极限强度等具有一定的差异，建筑钢筋力学性能改变存在明显的相关性特点，随着应变率增大，其屈服强度、极限强度均得到不同程度的提高。而随着试验的深入可以发现，随着应变快速变化，本文所研究的三种材料均经过开始的弹性阶段开始朝着屈服阶段转变，这样就会在曲线上出现若干个相差明显的屈服点，并且屈服段的应变范围也出现差异，应力值开始波动。
从三种建筑钢筋的典型拉伸应力变化情况来看，随着应变率的增大，建筑钢筋的屈服强度、极限强度等均得到了一定的提高，但极限长度所对应的应变无明显变化，并且屈服平台长度的变化情况也不明显。同时从研究结果来看，屈服强度较低的钢种（HPB235）与屈服强度较高的钢种（HRB400）相比，其对应变率的敏感性更高，应该得到相关人员的重视。
结论
本文对规格不同、材质不同的钢筋进行试验，平滑处理数据结果，对图像进行分析发现，随着应变率的增大，建筑钢筋的屈服强度、极限强度等均得到了一定的提高，但极限长度所对应的应变无明显变化，且屈服强度较低的钢种与屈服强度较高的钢种相比，其对应变率的敏感性更高。因此，在未来建筑工程中，经济允许的情况下，应该尽可能多地使用高屈服强度钢筋，以进一步强化建筑整体结构稳定性。
参考文献
[1] 张伟平，李崇凯，顾祥林，等.锈蚀钢筋的随机本构关系[J].建筑材料学报，2014，05：920-926.
[2] 张皓，李宏男.应变率对钢筋混凝土剪力墙动态性能的影响[J].防灾减灾工程学报，2010，03：303-308.
[3] 许斌，龙业平.基于纤维模型的钢筋混凝土柱应变率效应研究[J].工程力学，2011，07：103-108+116.
[4] 李敏，李宏男.钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟[J].振动与冲击，2015，06：110-115.
[关键词]高应变率 建筑钢筋 力学性能
中图分类号：R125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0121-01
前言
在当前部分建筑工程项目中，一些特殊部位在服役期间可能会遭受强烈的外部冲击荷载作用。由于这些构筑物主要为钢筋混凝土结构，通过混凝土与钢筋协同作用，一起化解外部荷载对建筑结构稳定性的影响。在这个过程中，建筑钢筋的动态力学行为会发生明显变化，如果不能正确认识到这种变化，将会对建筑结构的稳定性产生影响。因此，本文對高应变率下建筑钢筋力学性能的相关问题进行分析。
1.钢筋静载与高速拉伸试验
在本次研究中，分别选择规格为12mm、14mm、25mm的PB235、HRB335、HRB400建筑钢筋为研究对象，在将其加工为棒形试件后，按照《金属材料室温拉伸试验方法》对其最大拉伸力进行限制。在本次研究中，三种钢筋试件的原始标距长度分别为40mm、50mm、50mm。
在加载过程中，遵照《金属材料室温拉伸试验方法》的相关内容，在该实验中，数据采集系统记录荷载传感器与精密位移输出数据后，会得到本组试验钢筋的应力-应变关系。实验前，在设备控制程序中，输入夹具间的距离及拟拉伸速率与试件原始标距截面面积，之后按照试验的要求，将激光位移测量仪的参数水平设置为30mm，之后进行加载。加载结束后，整个数据采集系统所记录的拉伸力时程数据，使用激光位移测量仪输出测量信号，解读标距范围内试件变化情况。
在综合上述信息后，由数据处理系统所得到的建筑钢筋试件应力曲线存在一定的波动（如图1所示）。在平滑曲线过程中，首先剔除结果中的异常点，再采用移动平均法，确定曲线结果的变化趋势，并将其参数周期设置为20，即第i个数据点是对其前后10个的数据的平均值。在完成上述操作后，取趋势线与圆曲线中的一系列交叉点（C点与D点），并将这些连接得点进行平滑处理，获取最终结果。
2.结果研究
按照上文提出的方法测试之后，得到不同应变率作用下3种建筑钢筋典型的拉伸应力一应变关系曲线，如图2所示。发现建筑钢筋试件在不同应变率情况下，其屈服强度、极限强度等具有一定的差异，建筑钢筋力学性能改变存在明显的相关性特点，随着应变率增大，其屈服强度、极限强度均得到不同程度的提高。而随着试验的深入可以发现，随着应变快速变化，本文所研究的三种材料均经过开始的弹性阶段开始朝着屈服阶段转变，这样就会在曲线上出现若干个相差明显的屈服点，并且屈服段的应变范围也出现差异，应力值开始波动。
从三种建筑钢筋的典型拉伸应力变化情况来看，随着应变率的增大，建筑钢筋的屈服强度、极限强度等均得到了一定的提高，但极限长度所对应的应变无明显变化，并且屈服平台长度的变化情况也不明显。同时从研究结果来看，屈服强度较低的钢种（HPB235）与屈服强度较高的钢种（HRB400）相比，其对应变率的敏感性更高，应该得到相关人员的重视。
结论
本文对规格不同、材质不同的钢筋进行试验，平滑处理数据结果，对图像进行分析发现，随着应变率的增大，建筑钢筋的屈服强度、极限强度等均得到了一定的提高，但极限长度所对应的应变无明显变化，且屈服强度较低的钢种与屈服强度较高的钢种相比，其对应变率的敏感性更高。因此，在未来建筑工程中，经济允许的情况下，应该尽可能多地使用高屈服强度钢筋，以进一步强化建筑整体结构稳定性。
参考文献
[1] 张伟平，李崇凯，顾祥林，等.锈蚀钢筋的随机本构关系[J].建筑材料学报，2014，05：920-926.
[2] 张皓，李宏男.应变率对钢筋混凝土剪力墙动态性能的影响[J].防灾减灾工程学报，2010，03：303-308.
[3] 许斌，龙业平.基于纤维模型的钢筋混凝土柱应变率效应研究[J].工程力学，2011，07：103-108+116.
[4] 李敏，李宏男.钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟[J].振动与冲击，2015，06：110-115.