高溫下及高溫后1770級ф~P5低松弛預應力鋼絲力學性能試驗研究

     國每年有逾百萬噸高強鋼絲和鋼絞線用于預應力工程建設,預應力結構的抗火性能已引起國內外土木工程界的高度重視,而預應力鋼絲抗火性能又是預應力結構抗火性能的最關鍵的影響因素之一。因此,對預應力鋼絲抗火性能進行系統試驗研究,具有著十分重要現實意義。國內外針對鋼筋抗火性能開展了一些研究工作。

早在1959年,Day等人就對英國四個廠家生產的預應力鋼絲進行了高溫下蠕變試驗,得出了一些有益結論;美國后張預應力混凝土學會在試驗基礎上給出了高強合金鋼筋、熱軋鋼筋和預應力鋼絲及鋼絞線的極限強度和彈性模量在高溫下的退化規律;清華大學對我國Ⅰ~Ⅴ級鋼筋進行了較系統的高溫下拉伸試驗,得出了相關力學指標在高溫下的退化規律,建立了Ⅰ~Ⅴ級鋼筋高溫下應力-應變曲線方程;東南大學對1570級、1670級預應力鋼絲及1860級預應力鋼絞線進行了高溫下或高溫后的拉伸試驗,得到了高溫下或高溫后鋼絲及鋼絞線的極限強度、條件屈服強度和彈性模量的變化規律;鑒于預應力鋼絲高溫下及高溫后的力學性能是開展預應力結構抗火設計及進行火災后預應力結構損傷評估與修復的重要依據,對16個1770級P5低松弛預應力鋼絲試件進行了高溫下拉伸試驗,14個鋼絲試件進行了高溫后拉伸試驗。試驗表明,隨著溫度升高,高溫下鋼絲應力-應變關系曲線形狀趨于平緩,鋼絲的強度、彈性模量等力學指標不斷退化;對于高溫后鋼絲,溫度歷程低于300℃時,鋼絲力學性能變化不明顯;高于300℃時,隨溫度歷程的升高,鋼絲應力-應變關系曲線逐漸軟化,鋼絲各項力學指標逐漸退化。

應用粘彈性力學理論,得到了去除加載速率影響的高溫下鋼絲應力-應變關系曲線,得到了預應力鋼絲各項力學指標在高溫下及高溫后的退化規律,建立了高溫下及高溫后的鋼絲應力-應變曲線方程。為開展預應力結構抗火性能分析及火災后損傷評估提供了基礎性素材。