高温下及高温后1770级ф~P5低松弛预应力钢丝力学性能试验研究

     国每年有逾百万吨高强钢丝和钢绞线用于预应力工程建设,预应力结构的抗火性能已引起国内外土木工程界的高度重视,而预应力钢丝抗火性能又是预应力结构抗火性能的最关键的影响因素之一。因此,对预应力钢丝抗火性能进行系统试验研究,具有着十分重要现实意义。国内外针对钢筋抗火性能开展了一些研究工作。

早在1959年,Day等人就对英国四个厂家生产的预应力钢丝进行了高温下蠕变试验,得出了一些有益结论;美国后张预应力混凝土学会在试验基础上给出了高强合金钢筋、热轧钢筋和预应力钢丝及钢绞线的极限强度和弹性模量在高温下的退化规律;清华大学对我国Ⅰ~Ⅴ级钢筋进行了较系统的高温下拉伸试验,得出了相关力学指标在高温下的退化规律,建立了Ⅰ~Ⅴ级钢筋高温下应力-应变曲线方程;东南大学对1570级、1670级预应力钢丝及1860级预应力钢绞线进行了高温下或高温后的拉伸试验,得到了高温下或高温后钢丝及钢绞线的极限强度、条件屈服强度和弹性模量的变化规律;鉴于预应力钢丝高温下及高温后的力学性能是开展预应力结构抗火设计及进行火灾后预应力结构损伤评估与修复的重要依据,对16个1770级P5低松弛预应力钢丝试件进行了高温下拉伸试验,14个钢丝试件进行了高温后拉伸试验。试验表明,随着温度升高,高温下钢丝应力-应变关系曲线形状趋于平缓,钢丝的强度、弹性模量等力学指标不断退化;对于高温后钢丝,温度历程低于300℃时,钢丝力学性能变化不明显;高于300℃时,随温度历程的升高,钢丝应力-应变关系曲线逐渐软化,钢丝各项力学指标逐渐退化。

应用粘弹性力学理论,得到了去除加载速率影响的高温下钢丝应力-应变关系曲线,得到了预应力钢丝各项力学指标在高温下及高温后的退化规律,建立了高温下及高温后的钢丝应力-应变曲线方程。为开展预应力结构抗火性能分析及火灾后损伤评估提供了基础性素材。