高温后钢筋与混凝土黏结性能的试验研究

高温后钢筋与混凝土黏结性能的试验研究

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1、第36卷第4期华北水利水电大学学报(自然科学版)Vo1.36No.42015年8月JournalofNorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Aug.2015DOI:10.3969/j.issn.1002—5634.2015.04.013高温后钢筋与混凝土黏结性能的试验研究刘桂荣,肖飒,闫磊源,王亚宇(华北水利水电大学,河南郑州450045)摘要:为研究高温后混凝土与带肋钢筋的黏结性能的退化规律,进行了不同受热温度后钢筋与箍筋约

2、束混凝土的黏结一滑移拔出试验,其中钢筋采用直径为16inn的带肋钢筋,黏结长度为80mm.钢筋混凝土黏结试件的受热温度分别为100、300、500、700℃,所有试件均采用自然冷却方式.试验结果表明:由于箍筋的约束作用,黏结试块均发生拔出破坏;随着温度的升高,混凝土和钢筋的黏结强度逐渐下降,当温度达到700℃后其黏结强度比常温情况降低了65%左右.最后,考虑温度影响,给出了高温后混凝土与钢筋黏结一滑移曲线的计算公式,与试验结果比较发现,该公式具有较好的精度.关键词:高温后;带肋钢筋;混凝土;黏结一滑移;箍筋中图分类号:TU528.57

3、1文献标识码:A文章编号:1002—5634(2015)04—0059—04近年来,建筑火灾发生频繁,场景触目惊心.当瑞42.5级普通硅酸盐水泥.细骨料选用石灰岩质岩钢筋混凝土建筑结构发生火灾后,虽然钢筋的强度石破碎机制砂,细度模数为3.82.粗骨料采用5~能得到较大程度的恢复”,但混凝土的强度和弹性20mm连续粒级的碎石,堆积密度为1680.4kg/m.模量、钢筋与混凝土之间的黏结强度均明显降混凝土中掺人TX一102缓凝减水剂(掺量为低,导致火灾后钢筋混凝土构件或结构的损伤0.2%),设计坍落度为150mlT1.不可恢复.研究表明,

4、钢筋与混凝土之间的黏结作用黏结试件主筋选用直径为16.0mm的带肋钢筋,是影响钢筋混凝土结构的承载能力和使用性能的重其屈服强度为473.86MPa,极限强度为639.07MPa.箍要因素之一.目前,针对高温后混凝土与钢筋黏筋采用直径为6.5mm的光圆钢筋,其屈服强度为结性能的研究主要考虑了混凝土保护层、升温速率、445.96MPa,极限强度为638.46MPa.温度等级及混凝土强度等影响因素.由于影响1.2试件设计黏结性能的因素较多,破坏机理复杂,对高温后采用中心拔出试验方法,试件采用普通混凝土混凝土与钢筋黏结一滑移模型定量研究较少,

5、尚缺浇筑,主筋选用直径为16mm的螺纹钢筋.由于加少受温度影响的黏结一滑移模型.热装置空间有限,钢筋长度为350mm,端部车成丝本文考虑箍筋约束的影响,在钢筋中心拔出试扣以便加载.为考虑实际构件中箍筋的约束影响,在验的基础上,分析了试件的破坏形态、温度对黏结一试件中部布置两道箍筋,箍筋选用直径为6.5mm滑移曲线的影响规律,并给出了相关系数的取的光圆钢筋,混凝土保护层厚20mm.试件黏结段长值建议.度为5d(其中d为纵向钢筋的直径),即80mm.为消除加载时试件端部应力集中的影响,主筋两端1试验概况各80mm为非黏结段.试件的尺寸和配

6、筋如图1所1.1材料参数示.其中,主筋位置处预埋一个K型热电偶,以测量中心温度值.黏结一滑移试验考虑的加热温度分别混凝土的配合比为:水泥:水:砂:石子=为100、300、500、700oC.每组3个试件.1.00:0.46:1.29:1.93(质量比).水泥采用新乡天收稿日期:2015—06—11基金项目:国家自然科学基金项目(51308213);郑州市普通科技攻关项目(121PPTGG358—1)作者简介:刘桂荣(1979一),女,河南安阳人,副教授,博士,主要从事混凝土结构方面的研究第36卷第4期刘桂荣,等:高温后钢筋与混凝土黏结

7、性能的试验研究612.3黏结一滑移曲线上升段r=f.(;);(1)通过拔出试验得到了不同温度下试件的黏结一下降段⋯.r=7—-=_—_.(2)滑移曲线,曲线具有明显的下降段.由于试件中布置b(S一1_)-+了两道箍筋,所有试件均发生了钢筋拔出破坏,未见式中:r为黏结应力,MPa;r..为极限黏结强度,MPa,贯穿钢筋和混凝土表面的裂缝.r=P/(,rrdl);P为极限黏结力,kN;d为钢筋公称部分试件的黏结一滑移曲线如图4所示.由图直径,mrn;1为黏结长度,mm;;=s/s。,s为极限黏结4可知:高温后混凝土与钢筋的黏结一滑移曲线形

8、强度对应的滑移量,mm;a、b为系数.状与常温下的相似,荷载在达到极限黏结强度之前通过分析试验数据可知:在不同温度下,曲线上滑移量都比较小,为1~2mm,然后荷载下降较快,升段变化较小,a可统一取0.3;对于曲线下降段,

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