高温后钢与高强混凝土界面黏结滑移性能试验研究

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为了研究高温后钢与高强混凝土界面的黏结性能,以混凝土强度、温度、锚固长度为变化参数,设计了方钢管、圆钢管、型钢高强混凝土试件共51个,进行了高温后试件的静力推出试验,观察试件的受力破坏过程及形态,获取其加载端和自由端的荷载-滑移曲线、黏结应变与应力分布及特征荷载等重要数据,分析了各变化参数对高温后钢与高强混凝土黏结性能的影响规律,详细探讨了高温后钢与高强混凝土界面黏结失效机理,提出了高温后其极限黏结强度及残余黏结强度的计算公式。最后通过引入高温后材料性能折减系数,探讨了现有的几种规程对估算高温后钢管高强混凝土试件(界面滑移后)的轴压承载力的可行性,并分析了各影响因素对其轴压性的影响,为灾后钢管高强混凝土组合结构的安全评估及加固修复提供试验参考。试验结果表明:高温后钢与高强混凝土试件与常温试件的荷载-滑移曲线形状相似,均经历直线上升段、曲线下降段和平缓段三个阶段,加载端先于自由端开始滑移。经历的温度对钢管试件与型钢试件截面黏结强度的影响不同,钢管试件的黏结强度随温度升高先增大后减小,在600℃以前黏结强度随温度的升高而升高,600℃后随温度的升高而下降。型钢试件的黏结强度随温度的升高呈先下降后有所恢复的规律,即常温时黏结强度最大,600℃时最小,800℃时又有所回升。混凝土强度对黏结强度影响呈现较大的离散性,但总体而言混凝土强度越高,黏结强度越大。随锚固长度的增加,试件平均黏结强度有下降的趋势。钢管试件界面黏结抗剪刚度随温度的升高先增大后减小,型钢试件先减小后有所恢复。试件界面的黏结损伤过程均随温度的提高而有所推迟和减缓,钢管试件界面黏结耗能能力随温度的升高而降低,型钢试件界面黏结耗能能力随温度的升高而增强。就不同配钢形式而言,圆钢管试件的粘结强度最大,其次是方钢管试件,型钢试件黏结强度最小。钢管高强混凝土试件(界面滑移后)在温度超过400℃后其承载力迅速降低,试件温度从常温升至200℃、400℃、600℃、800℃时,方钢管试件承载力分别为常温试件的101%、105%、76%、54%,圆钢管试件的承载力分别为常温试件的99%、94%、74%、55%。本文得到的高温后钢与高强混凝土界面黏结滑移性能的相关结论对火灾后钢与高强混凝土组合结构的评估加固与修复具有一定的参考意义。
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