型钢高强高性能混凝土结构粘结性能分析__集群智

发布时间：2022-10-05 10:12 热度：

　　型钢高强高性能混凝土结构粘结性能分析
　　冯乐刘雪敏
　　（河南省建筑设计研究院有限公司郑州450003）
　　摘要：型钢高强高性能混凝土(SRHPC)是一种全新的组合结构形式，它是型钢与高强高性能混凝土的有机结合。随着建筑技术的发展，现代建筑对结构形式的要求愈加提高，而型钢高强高性能混凝土的结构形式就能满足这一要求。当前，国内外学者对型钢高强高性能混凝土结构性能以及抗震设计的研究还处在初步阶段。在前人研究成果基础上，本文对型钢高强高性能混凝土的粘结性能进行了深入研究。
　　关键词：型钢高强高性能混凝土；框架结构；粘结滑移；
　　随着建筑技术的发展，现代建筑对结构形式的要求愈加提高。型钢高强高性能混凝土(SRHPC)是一种全新的组合结构形式，它是型钢与高强高性能混凝土的有机结合，有效地满足了当前建筑技术的新要求。在国内外研究基础上，笔者对型钢高强高性能混凝土的粘结性能进行了相关研究，主要的研究结论如下。
　　1.型钢高强高性能混凝土结构的特征
　　伴随着科学技术的日新月异，工程力学、结构科学和材料科学的发展也得了长足的进步，从而推动了土木工程技术的突破性发展。在结构工程领域中，型钢混凝土组合结构(SteelReinforeedConerete，SRC)是一个很有潜力的发展方向。并且，世界上很多国家已经将这种组合结构成功地应用于众多工程项目之中，如超高层建筑、重承载建筑及宽跨桥梁等。成功地实践证明，SRC结构集钢结构、混凝土结构的优点于一身，力学性能表现良好，抗震性能较强，而且可用传统施工方式进行建造，经济效益和社会效益显著。例如，在日本，采用SRC结构建造的六层以上的建筑物占到全国总建筑面积的60%左右，且据多次地震调查数据显示，较钢筋混凝土结构和钢结构，SRC结构的建筑受地震破坏程度最低。
　　高强高性能混凝土（highstrengthhighperformanceconerete，HSHPC）是一种新型的高技术混凝土，它是以提高混凝土性能为基础，以现代混凝土技术为依托，选用优质原材料，加之足够多的活性细掺合料和高性能外加剂制造而成的。由于研究程度以及认识的不同，各国学者至今还未对高强高性能混凝土的定义及其主要性能的评价标准达成统一见识，但是毋庸置疑的是，高强高性能混凝土具备体积稳定性好、强度高、耐久性高以及工作性能良好的特征。即使高强高性能混凝土材料的延性较差，易发生脆性断裂，但倘若将其应用到型钢混凝土结构之中，形成新的组合结构即型钢高强高性能混凝土，其力学性能将会得到明显的改观。例如，在型钢高强高性能混凝土柱中，内置型钢所分担的部分轴力能够有效地降低型钢高强高性能混凝土部分的轴压比，进而改善土柱在地震灾害中或者强风作用下的延性和耗能；在型钢高强高性能混凝土梁中，因为受压区的混凝土强度较高，受压区的面积将会缩小，相应地，中和轴上移，土梁的延性得以提高。总之，将高强高性能混凝土应用于型钢混凝土结构中可以发挥良好的力学性能。
　　2.钢筋与HSHPC的粘结性能分析
　　国内外学者已经对普通混凝土与钢筋粘结滑移性能进行了广发研究，因此粘结滑移理论基本上已经趋于成熟，而且在实践中得到了广泛地应用。HSHPC与钢筋的粘结滑移性能研究成果则相对较少，而目前HSHPC在建筑中的应用越来越普遍，因此开展与此相关的研究工作十分有必要。在钢筋与HSHPC的粘结性能课题中，其研究重点应为：粘结滑移关系中，极限粘结状态决定钢筋与混凝土间的粘结破坏形态。由于试验方法的不同，粘结滑移特征量会存在较大的离散性。笔者着重探讨了拉拔试验中的HSHPC与变形钢筋的粘结滑移性能。
　　基于当前国内外HSHPC与钢筋拉拔试验的文献资料不多，所以从这些资料选择的加载形式、试件制作和HS即C配制的水灰比相近的两组试验数据，基于已有的高强高