钢管混凝土界面黏结力的组成试验研究

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1、铁道建筑132RailwayEngineering文章编号：1003-1995(2011)11—0132．03钢管混凝土界面黏结力的组成试验研究许开成，陈梦成，顾章)T1(1．南昌大学建筑工程学院，南昌330031；2．华东交通大学土木建筑学院，南昌330013)摘要：为了探索钢管混凝土界面黏结力的大小及组成情况，通过对7根钢管内表面涂抹不同比例黄油的钢管混凝土试件的推出试验，对钢管混凝土中的界面破坏机理、黏结强度、黏结力的组成情况进行研究。根据试验结果，给出了各个试件的荷载一滑移曲线；分析了钢管混凝土

2、黏结滑移变化过程和黏结力组成情况；得到了黏结力的大小及组成情况。关键词：钢管混凝土界面黏结力荷载一滑移曲线中图分类号：TU392．3文献标识码：A钢管混凝土是钢与混凝土组合结构的一种主要结2)凹凸不平的钢管内表面与混凝土之间的机械构形式，常用作受压构件。它把两种不同性质的材料咬合力。机械咬合力是钢管表面粗糙不平的部分被核结合在一起共同工作，充分发挥了钢材受拉性能高和心混凝土楔入其间，由钢管与混凝土咬合而实现的。混凝土受压性能好的优点。它具有承载力高、塑性和因此，其大小取决于钢管表面的粗糙程度和混凝土的韧

3、性好、抗震性能好、经济效益显著和施工简便等许多抗剪强度。优点，因而在工程中得到广泛的应用¨。。钢管与核3)钢管与混凝土接触面之间的摩阻力。当钢管心混凝土间的协同工作是钢管混凝土具有一系列突出与混凝土之间发生相对滑动后，界面上的摩擦阻力开优点的前提，而钢管和混凝土之间的黏结强度直接影始发挥作用，摩擦力与接触面上的法向应力及界面的响到两种材料能否共同协同工作。在钢管混凝土柱摩擦系数成正比，而界面上的摩擦系数则和钢管表面上，节点处传来的剪力也是通过界面黏结力从钢管传的粗糙程度有关。到核心混凝土上。已有众多学者

4、在黏结强度的影响因为了研究钢管混凝土界面黏结力的大小及组成情素及机理方面进行了研究，本文从黏结应力的组成方况，共进行了7个钢管混凝土短柱的推出试验。面进行研究。2试验概况1界面黏结力2．1试验方案钢管混凝土组合界面的抗剪黏结力与钢筋和混凝为了得到钢管与混凝土间黏结力三个部分的组成土之间的抗滑黏结力一样，也是由三部分组成：情况，共设计了7个圆钢管混凝土试件，分别在钢管内1)水泥凝胶体与钢管接触表面之间的化学胶结壁不同位置，按黏结界面长度的0，10％，20％，30％，力。胶结力是混凝土与钢管内表面的吸附力，

5、胶结强50％，75％和100％比例涂抹黄油，以消除界面的胶结度与混凝土的性质有很大的关系，如水泥用量、水灰比力和机械咬合力。为模拟实际工况，混凝土浇筑前，对等。在钢管和混凝土发生明显滑移之前，主要是胶结钢管内壁进行了简单的人工除锈。力起作用。混凝土与钢管表面之间的化学胶结力很采用人工搅拌配制混凝土，设计强度为C40，混凝小，在剪力不大的情况下就可以使混凝土和钢管之间土配合比为水泥：砂：碎石：水=1：1．10：2．56：0．40。的胶结作用破坏，当钢管和混凝土之间出现滑移后，这浇筑时，将圆钢管竖立，从顶部

6、分层灌入混凝土，并用种胶结作用丧失并无法恢复。插入式振捣棒进行振捣。在浇筑的同时，预留6块150mm×150mm×150mm标准立方体试块，试件实测标准抗压强度为41．2MPa。试件采用Q235的直缝收稿日期：2011．01—15；修回日期：2011-08-12基金项目：国家自然科学基金(50968006)；江西省基金(2009GZC0021圆钢管，材料性质按有关规定进行拉伸试验测得，钢材2010EHA01700)；江西省教育厅项目(GJJ080501，GJJ09664)。的弹性模量E为181GPa，钢

7、管屈服强度为312作者简介：许开成(1973一)，男，安徽东至人，副教授，博士研究生。MPa，钢管极限强度为386MPa。试件参数见表1。2011年第1l期钢管混凝土界面黏结力的组成试验研究表1试件参数细沙，便于几何和物理对中，接着放置一块刚度比较大的圆形钢垫块，直径为152mm，略小于钢管内径，两边距离钢管有2～3mm的间隙。2．3加载方法在试验的准备阶段，先在钢管的四个面上做好标记，画好中轴线，并且在台座中央也预先画好钢管放置的具体位置，使试件中心和加载中心保持在同一条中垂线上，以防止试件发生偏心受

8、压。加载时，先预先加载5kN，使混凝土面与钢垫块之间挤压紧密，并检查试验仪器有没有异常，再采用慢速连续加载，开始记录数据。待准备工作完成后，在确保应变片连接无误的情况下，开始加载。在加载初期，每级加载约为预计极2．2试验加载装置限荷载的1／10，加载速度控制在500N／s，每级荷载持试验在华东交通大学结构实验室5000kN压力荷2～3min，当钢管与核心混凝土之间出现了明显的试验机上进行，数据采集利用的是DH3815N分布式静态应变测试系统