高溫后鋼筋與混凝土黏結性能的試驗研究

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1、第36卷第4期華北水利水電大學學報(自然科學版)Vo1．36No．42015年8月JournalofNorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Aug．2015DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2015．04．013高溫后鋼筋與混凝土黏結性能的試驗研究劉桂榮，肖颯，閆磊源，王亞宇(華北水利水電大學，河南鄭州450045)摘要：為研究高溫后混凝土與帶肋鋼筋的黏結性能的退化規(guī)律，進行了不同受熱溫度后鋼筋與箍筋約

2、束混凝土的黏結一滑移拔出試驗，其中鋼筋采用直徑為16inn的帶肋鋼筋，黏結長度為80mm．鋼筋混凝土黏結試件的受熱溫度分別為100、300、500、700℃，所有試件均采用自然冷卻方式．試驗結果表明：由于箍筋的約束作用，黏結試塊均發(fā)生拔出破壞；隨著溫度的升高，混凝土和鋼筋的黏結強度逐漸下降，當溫度達到700℃后其黏結強度比常溫情況降低了65％左右．最后，考慮溫度影響，給出了高溫后混凝土與鋼筋黏結一滑移曲線的計算公式，與試驗結果比較發(fā)現(xiàn)，該公式具有較好的精度．關鍵詞：高溫后；帶肋鋼筋；混凝土；黏結一滑移；箍筋中圖分類號：TU528．57

3、1文獻標識碼：A文章編號：1002—5634(2015)04—0059—04近年來，建筑火災發(fā)生頻繁，場景觸目驚心．當瑞42．5級普通硅酸鹽水泥．細骨料選用石灰?guī)r質巖鋼筋混凝土建筑結構發(fā)生火災后，雖然鋼筋的強度石破碎機制砂，細度模數(shù)為3．82．粗骨料采用5～能得到較大程度的恢復”，但混凝土的強度和彈性20mm連續(xù)粒級的碎石，堆積密度為1680．4kg／m．模量、鋼筋與混凝土之間的黏結強度均明顯降混凝土中摻人TX一102緩凝減水劑(摻量為低，導致火災后鋼筋混凝土構件或結構的損傷0．2％)，設計坍落度為150mlT1．不可恢復．研究表明，

4、鋼筋與混凝土之間的黏結作用黏結試件主筋選用直徑為16．0mm的帶肋鋼筋，是影響鋼筋混凝土結構的承載能力和使用性能的重其屈服強度為473．86MPa，極限強度為639．07MPa．箍要因素之一．目前，針對高溫后混凝土與鋼筋黏筋采用直徑為6．5mm的光圓鋼筋，其屈服強度為結性能的研究主要考慮了混凝土保護層、升溫速率、445．96MPa，極限強度為638．46MPa．溫度等級及混凝土強度等影響因素．由于影響1．2試件設計黏結性能的因素較多，破壞機理復雜，對高溫后采用中心拔出試驗方法，試件采用普通混凝土混凝土與鋼筋黏結一滑移模型定量研究較少，

5、尚缺澆筑，主筋選用直徑為16mm的螺紋鋼筋．由于加少受溫度影響的黏結一滑移模型．熱裝置空間有限，鋼筋長度為350mm，端部車成絲本文考慮箍筋約束的影響，在鋼筋中心拔出試扣以便加載．為考慮實際構件中箍筋的約束影響，在驗的基礎上，分析了試件的破壞形態(tài)、溫度對黏結一試件中部布置兩道箍筋，箍筋選用直徑為6．5mm滑移曲線的影響規(guī)律，并給出了相關系數(shù)的取的光圓鋼筋，混凝土保護層厚20mm．試件黏結段長值建議．度為5d(其中d為縱向鋼筋的直徑)，即80mm．為消除加載時試件端部應力集中的影響，主筋兩端1試驗概況各80mm為非黏結段．試件的尺寸和配

6、筋如圖1所1．1材料參數(shù)示．其中，主筋位置處預埋一個K型熱電偶，以測量中心溫度值．黏結一滑移試驗考慮的加熱溫度分別混凝土的配合比為：水泥：水：砂：石子=為100、300、500、700oC．每組3個試件．1．00：0．46：1．29：1．93(質量比)．水泥采用新鄉(xiāng)天收稿日期：2015—06—11基金項目：國家自然科學基金項目(51308213)；鄭州市普通科技攻關項目(121PPTGG358—1)作者簡介：劉桂榮(1979一)，女，河南安陽人，副教授，博士，主要從事混凝土結構方面的研究第36卷第4期劉桂榮，等：高溫后鋼筋與混凝土黏結

7、性能的試驗研究612．3黏結一滑移曲線上升段r=f．(；)；(1)通過拔出試驗得到了不同溫度下試件的黏結一下降段?．r=7—-=_—_．(2)滑移曲線，曲線具有明顯的下降段．由于試件中布置b(S一1_)-+了兩道箍筋，所有試件均發(fā)生了鋼筋拔出破壞，未見式中：r為黏結應力，MPa；r．．為極限黏結強度，MPa，貫穿鋼筋和混凝土表面的裂縫．r=P／(,rrdl)；P為極限黏結力，kN；d為鋼筋公稱部分試件的黏結一滑移曲線如圖4所示．由圖直徑，mrn；1為黏結長度，mm；；=s／s。，s為極限黏結4可知：高溫后混凝土與鋼筋的黏結一滑移曲線形

8、強度對應的滑移量，mm；a、b為系數(shù)．狀與常溫下的相似，荷載在達到極限黏結強度之前通過分析試驗數(shù)據(jù)可知：在不同溫度下，曲線上滑移量都比較小，為1～2mm，然后荷載下降較快，升段變化較小，a可統(tǒng)一取0．3；對于曲線下降段，