《鋼管混凝土界面經歷升、降溫火災後的粘結性能研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由譚清華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋼管混凝土界面經歷升、降溫火災後的粘結性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：譚清華
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋼管混凝土充分發揮了混凝土和鋼材的優點，在工程結構中得到了廣泛套用。鋼管與混凝土之間的粘結作用是兩者能共同工作的基礎。目前，已有不少關於其常溫下界面粘結性能的研究，相比火災後粘結性能的研究比較少。因此，開展該方面的研究具有重要的理論套用和應該價值。 本項目採用試驗研究和理論分析相結合的方法，深入研究火災後鋼管混凝土界面的粘結性能。首先開展鋼管混凝土試件的升、降溫火災試驗和相應火災後推出試驗，分析界面粘結力的傳遞規律及各參數對粘結強度的影響規律，得出火災後粘結強度公式和粘結力-相對滑移本構關係；接著建立考慮材料劣化以及鋼管與混凝土相互作用的鋼管混凝土火災後推出滑移的精細有限元模型，採用試驗進行驗證；基於建立的有限元模型，深入探討鋼管混凝土的粘結滑移機理；在此基礎上，進行考慮界面粘結滑移的鋼管混凝土結構（構件和節點）火災後承載力的參數分析，得到各參數的影響規律，並提出相應的計算方法和設計建議。
結題摘要
隨著鋼管混凝土在實際工程中的套用日益增多，其發生火災的機率也隨之提高。深入研究其火災後的力學性能和承載力損傷，對合理制定該類結構火災後的修復加固措施非常必要。特別對於受火後的建築，是拆除重建還是修復加固，將直接產生巨大的經濟效益。 鋼管混凝土的界面粘結性能是鋼管和混凝土之間共同受力與協調變形的基礎。目前，國內外對鋼管混凝土界面粘結性能的研究大多局限於常溫下的研究，對於受火災作用後以及高溫下的研究很少。已有的研究表明，鋼材和混凝土的材料性能在高溫下和高溫後均有不同程度的劣化，導致火災下和火災後的鋼與混凝土界面粘結強度發生損失，從而對鋼管混凝土構件的變形和承載力產生較大影響。 基於以上背景，同時本文對經歷升、降溫火災後以及高溫下鋼管混凝土界面的粘結性能進行研究。主要工作和成果如下： （1）進行了52根鋼管混凝土柱試件的火災升、降溫試驗與火災後反覆推出試驗，分析了截面類型、鋼管徑厚比、長徑比、升溫時間、降溫速率及火災類型等因素對粘結強度與荷載—滑移曲線的影響，並得到了界面粘結力的分布規律。 （2）進行了23個恆高溫下鋼管混凝土試件的推出滑移試驗，主要研究參數包括恆溫溫度、長徑比和徑厚比等。試驗結果表明，在20℃～900℃研究範圍內，恆溫溫度和長徑比對圓鋼管混凝土平均粘結強度有顯著的影響，而鋼管徑厚比對平均粘結強度影響很小。 （3）基於本文試驗和相關試驗結果，分別確定了影響火災後和火災下鋼管與混凝土之間粘結強度的關鍵因素，回歸了火災後和火災下粘結強度以及峰值荷載對應的滑移值公式，並修正了火災後和火災下界面粘結力—相對滑移本構關係。 （4）基於火災後和火災下鋼管混凝土界面粘結力—相對滑移本構關係模型，建立了考慮鋼管與混凝土相互作用的鋼管混凝土火災後和火災下推出滑移的精細有限元模型，採用試驗進行驗證；基於建立的有限元模型，深入探討鋼管混凝土的粘結滑移機理；並將相關模型和技術套用於包含鋼管與混凝土的組合結構力學性能研究中。
