方钢管混凝土界面黏结强度试验研究

《方钢管混凝土界面黏结强度试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铁道建筑2012年第12期RailwayEngineering159文章编号：1003—1995(2012)12．0159．04方钢管混凝土界面黏结强度试验研究许开成，马腾，袁方(1．南昌大学建筑工程学院，江西南昌330031；2．华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013)摘要：通过9根方钢管混凝土短柱的推出试验，研究了宽厚比、水灰比等参数对方钢管混凝土界面黏结强度的影响。绘制了各试件的荷载一滑移曲线，并对不同受力阶段的构件内部变化特征进行了分析，探讨了钢管应变和黏结应力的分布规律。研究结果表明：钢

2、管宽厚比越大，钢管混凝土界面黏结强度越小；极限黏结强度随钢管壁厚的增加而明显增大；核心混凝土水灰比越大，界面黏结强度越小；随着外荷载的不断增加，钢管加载端的应力和应变始终最大且增长迅速。关键词：黏结强度宽厚比水灰比推出试验中图分类号：TU528．59文献标识码：ADO／：10．3969／j．issn．1003—1995．2012．12．46钢管混凝土作为一种组合材料，以其良好的受力表1钢材参数试验结果性能和经济性，得到越来越广泛的应用¨，钢管与混凝土之间的良好黏结，是其良好受力性能的基础。影响界面黏结性能

3、的因素很多，其中最主要的是钢管和混凝土这两种材料的基本参数。本文通过试验，研究钢管宽厚比和混凝土水灰比对界面黏结作用的影响，为工程设计提供参考。150mm混凝土立方体试块3组，每组3块。对预留的1试验概况试块与钢管混凝土试件同条件养护，在达到养护时间后，按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB／T1．1试件制作50081—2002)进行试验，测试结果见表2。本次试验共采用了9根方钢管混凝土试件，试件表2混凝土配合比的外钢管采用Q235钢，由武汉钢铁制造厂生产。外钢管由4块钢板拼焊而成。参照相关试验，并

4、根据实际施工需要以及为便于对比分析，钢材壁厚选用3mm，4mm和51TI1TI。对3种壁厚的钢材进行拉伸试验，得到钢材的弹性模量、屈服强度和极限强度，见表1。试验前对试件钢管的两端进行机械磨平处理，以确保试验时能够轴心受压。为了与工程实际相符，试验在试件浇筑前，用盖板盖住下底面，并在四个角上前没有对钢管的内壁做除锈处理，仅用干抹布抹去了进行点焊把盖板固定住，用AB胶封住钢管与盖板间钢管内壁的灰尘、油渍等。的缝隙，防止试件在浇筑过程中由于振捣和移动引起混凝土采用海螺牌42．5普通硅酸盐水泥；花岗石漏浆，以保

5、证混凝土的浇筑质量。试件在浇筑的时候，碎石，最大粒径为30mm；中砂，细度模数为2．6。试将钢管竖立于平整的地面上，通过漏斗向钢管内浇筑验以水灰比为参数，设计3种配合比。试件浇筑完成混凝土，用振捣棒分层充分振捣，混凝土浇筑至距钢管后置实验室浇水养护，同时制作150mm×150mm×顶端50mill时，停止浇筑，将混凝土表面抹平。以往的试验表明，如果不对试件进行早期湿润养护，混凝土早期的收缩量会比较明显，从而影响试验效果。为此，收稿日期：2012—03-27；修回日期：2012—09-11待混凝土终凝后，在

6、试件上端用一定量的水覆盖混凝基金项目：国家自然科学基金(50968006)；江西省教育厅项目(GJJO9665，GJJ10711)；华东交通大学科研基金(10TM05)土，然后立即用薄膜封严，防止水分散失，以保证混凝作者简介：许开成(1973一)，男，安徽东至人，副教授，博士。土的湿润养护。推出试验试件参数见表3。160铁道建筑表3推出试验试件参数25O2OO圣鬟l0o5O48l2l6位移，mm(a)a组试件250200z15O柩1．2加载方案稼100在微机控制电液伺服试验机上进行推出试验，首50一一一～

7、～～先，在混凝土加载端铺一层细沙以使试件受力均匀，然48I2I6后在其上放置一个刚度很大的刚性垫块，垫块的尺寸位移／mm(b)b组试件略小于钢管内径。试验开始之前，预先施加5kN左右250的压力，目的是挤密细沙和各部分机械连接的空隙，然200后卸载。试验开始时，每级增加荷载大致为估算的极至150繇限荷载的1／10，尽量保持500N／s匀速加载，每级持荷柱1002—3min。在加载后期，当发现加载端的混凝土面与50钢管有位移错动时，加载速度应保持在200N／s，继续O48I216加载直至混凝土在钢管中有明显

8、的滑移，这时混凝土位移／mm(c)c组试件与钢管内壁之间的黏结力完全消失。另外在压力机上传力板处对称布置两个百分表，用来监测混凝土与钢图2试件荷载～滑移曲线管的相对位移。推出试验装置与应变片布置见图1。在试验中，通过沿钢管壁纵向和横向布置的电阻应变片，测量沿钢管高度方向的应变分布，通过黏结应力与钢管应力之间的关系，可以推导出钢管壁纵向黏结应力的大小及分布规律。图3典型荷载一滑移曲线1)胶结段(OA)加载初期，钢管和混凝土之间不