消防灭火后钢与再生混凝土界面黏结滑移性能试验研究.doc

消防灭火后钢与再生混凝土界面黏结滑移性能试验研究本文为研究消防灭火后钢与再生混凝土构件界面间黏结滑移性能,以再生粗骨料取代率、历经温度、埋置长度、型钢是否设置抗剪连接件为主要变化参数,设计了方钢管、圆钢管及型钢再生混凝土组合构件共94个,每种配钢形式下各有2组自然冷却方式的试件作为对比试验,进行了消防喷水及自然冷却两种降温方式下静力单调推出试验;观察消防喷水降温后各试件的物理变化,加载过程中各试件的受力及破坏过程;获取了各试件的荷载-滑移曲线、黏结应变和应力、特征参数等数据;分析了各影响因素对消防喷水灭火后钢与再生混凝土界面间黏结滑移的影响规律;着重讨论了各变化参数对平均黏结强度的影响,探讨了界面间黏结失效机理;对比分析了锚固长度和降温方式对界面间黏结强度的影响规律;回归了消防灭火后极限和残余黏结强度计算表达式,并在此基础上,构建了消防灭火后钢-再生混凝土界面间黏结强度-滑移本构模型,验证了其模型的合理性。结果研究表明:消防灭火后钢与再生混凝土试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线形状相似,均呈现直线上升、曲线下降和平缓下降三个阶段,加载端首先开始滑移;界面间黏结强度受历经温度的影响不尽相同,方钢管再生混凝土界面黏结强度随历经温度的升高而不断增大,圆钢管再生混凝土试件界面黏结强度随温度的升高呈现先增大后减小最后有所恢复的变化趋势,型钢试件则呈现先下降后上升的变化规律;同一温度下,取代率对钢-再生混凝土界面间黏结强度的呈现较大的离散性,变化规律不明显;随锚固长度的增加,钢管试件的黏结强度逐渐增大,型钢试件在600℃以前,呈增长趋势,大于600℃则呈现逐渐降低的趋势;降温方式对试件界面黏结强度的影响不尽相同,钢管再生混凝土试件在400℃以前,喷水冷却方式下,试件的平均黏结强度要高于自然冷却方式的黏结强度,600℃时,则表现出自然冷却方式下的粘结强度更大;对比钢管试件,型钢试件呈现出相反的结论;对比配钢类型,圆钢管试件的平均黏结强度最大,方钢管试件黏结强度次之,型钢试件界面黏结强度最小;历经温度对钢与再生混凝土界面损伤的影响也呈明显的规律性变化;设有抗剪连接件的型钢试件界面黏结强度要远大于位设置栓钉的试件,且翼缘腹板均设置栓钉的试件黏结强度最大。