高温下套筒连接钢筋的力学性能试验研究

高温后钢结构焊缝连接力学性能研究现状摘要：本文针对近年来国内外学者对高温后钢结构焊缝力学性能的研究进行详细的分析，比较各位学者提出的高温后钢结构随温度变化及连接方式不同时力学性能变化规律，并对高温后钢结构焊缝力学性能变化特征进行探讨。

关键字：高温后；焊缝；力学性能；连接方式1 引言目前，钢结构构件的连接形式和连接质量对建筑安全造成一定的影响，不同连接方式对高温后钢结构的抗力可能造成极大的影响[1]。

现阶段钢结构的主要连接方式有三种：螺栓连接、焊接连接和铆接连接。

相比于其他两种连接方式，焊接连接具有构造简单、刚度大、密闭性好、生产效率高等诸多优点[2]。

所以，在钢结构设计中多采用焊接连接。

火灾对钢结构建筑的安全具有致命危害，钢材虽然具有较好的强度和韧性，但其不耐高温。

随着火灾发展，环境温度持续升高，钢结构的承载能力不断下降。

当温度达到600℃时，钢结构构件的强度和弹性模量几乎完全丧失[3]。

因此，对于无防火措施的钢结构建筑，结构在火灾发生时，容易产生严重破坏[4-5]。

通过分析多篇火灾工程事故报告，发现钢结构建筑中焊缝节点作为结构的薄弱点，往往先发生破坏，然后结构发生整体破坏。

许多研究表明，火灾后焊缝力学性能将受到影响，且更易受损[6-7]。

因此，研究角焊缝连接高温下的力学行为尤为重要。

2、高温后钢结构焊缝力学性能研究现状焊接连接由于结构简单、加工简便、强度大、密闭性好等一系列优势，已成为现代钢结构的主要连接方式。

但是，焊缝工艺的各种特性又使它成为了整个结构的薄弱环节[8]。

焊接加工过程中遇到的高温也会直接影响焊接钢材力学性能，许多学者通过对强度、弹性模量、伸长率等方面进行了探讨分析。

赵金城[9-10]分别结合材料试验技术和相变理论，分析计算了各种高温情况下普通钢材力学性能特征的显著变化，并分别阐明出其转变对结构以及抗火化性能变化造成后果。

王卫永[11]以国产高强度钢材为实验研究主要对象，通过单轴拉伸试验，分别对其在高温工况下试样弹性模量和抗拉强度分别进行拉伸试验，发现试件的承载力出现了不同程度的下降。

建筑与预算CONSTRUCTION AND BUDGET2019年第2期DOI:10.13993/ki.jzyys.2019.02.010中图分类号：TU375文献标志码：B文章编号：1673-0402（2019）02-0035-06收稿日期：2018-09-05作者简介：谷凡（1973-），男，副教授，博士，主要从事结构工程和工程力学研究。

基金项目：辽宁省科技厅科学技术计划项目（2015020600）；沈阳建筑大学一般项目（2014083）；住建部科技计划项目（2017-K9-021）。

装配式结构是在施工现场将钢筋混凝土预制构件连接在一起，并进行现场浇筑。

在装配式结构中，预制构件的钢筋连接尤其是纵向钢筋连接尤为重要。

20世纪60年代，余占疏发明了钢筋套筒灌浆连接件，很好地解决了装配式结构构件之间的钢筋连接问题，并且有效实现了“装配等同现浇”的设计要求。

近年来，国内外专家学者对钢筋套筒灌浆连接件在静力荷载、动力荷载以及循环荷载作用下的力学连接性能、粘结滑移机理等方面进行了系统研究［1-5］。

但是，这些研究大都以常温状态为主，而对高温状态下钢筋套筒灌浆连接构件的连接性能以及破坏机理研究，国内外文献鲜有报导。

随着现代科技水平的长足发展，人类防火意识日渐提高，防火、灭火技术也越来越先进，但仍会因各种原因而导致火灾的发生，其中发生频率最高、损失最严重的当属建筑火灾。

因此，作为装配式结构关键技术之一的钢筋套筒灌浆连接件，其抗火性能也显得极其重要。

本文以连接Φ25钢筋的钢筋套筒灌浆连接件为研究对象，对其在不同温度下的连接性能进行数值模拟研究，旨在对钢筋套筒灌浆连接件的优化设计提供科学依据。

1数值模型的建立1.1数值模型尺寸根据连接Φ25钢筋的钢筋套筒灌浆连接高温下钢筋灌浆套筒连接件的连接性能研究谷凡，宋登凯，明杨，李阳（沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168）摘要：基于设定的升温曲线并结合顺序耦合法，采用有限元分析软件ABAQUS 对高温下钢筋套筒灌浆连接件的连接性能进行数值模拟研究，提出受火温度对构件应力场分布和轴向抗拉荷载的影响规律。

高温下的钢筋半灌浆套筒黏结性能研究
李泽宇;高立堂;朱玲玲
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】为研究热力耦合作用下试件的破坏形态和承载能力以及不同条件变量下套筒连接试件中钢筋灌浆料粘结滑移曲线的变化规律,文中对48个钢筋半灌浆套筒连接试件进行常温和高温下不同初始应力条件下的轴向拉伸试验。

基于试验结果,拟合得到了不同温度下钢筋与灌浆料粘结滑移关系方程,对钢筋半灌浆套筒中钢筋与灌浆料间的粘结滑移进行有限元模拟,验证试验得到的粘结滑移公式的合理性、准确性。

【总页数】5页(P9-13)
【作者】李泽宇;高立堂;朱玲玲
【作者单位】青岛理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.钢筋半套筒灌浆连接的高温静力拉伸性能
2.高温下钢筋灌浆套筒连接件的连接性能研究
3.钢筋半套筒灌浆连接高温后的力学性能试验研究和粘结滑移分析
4.考虑二次补浆影响下钢筋半灌浆铸造套筒灌浆连接性能试验研究
5.套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响
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建筑施工·第43卷·第2期299新型超高强钢筋连接套筒的性能试验与研究胡晓依同济大学土木工程学院 上海 200092摘要：将多种规格的600 MPa级高强热轧钢筋与直螺纹套筒相结合，基于4种直径的高强钢筋与套筒共45个试件的组合试验成果，得到套筒在钢筋机械连接方式下的单向拉伸试验、高应力反复拉压试验及大变形反复拉压试验各阶段性能的表现数据，相关数据均可满足规范规定。

同时，将相同直径高强钢筋采用普通与新型套筒连接的试验结果进行了对比。

性能试验的结果可为完善钢筋机械连接计算理论、修订结构设计、推广高强钢筋等技术应用提供参考依据，实现可持续发展。

关键词：高强钢筋；异形机械连接套筒；试验研究；装配式混凝土结构中图分类号：TU755 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2021)02-0299-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2021.02.042Performance Test and Study on a New Type of High Strength Steel Bar Connection SleeveHU XiaoyiCollege of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, ChinaAbstract: A variety of 600 MPa high strength hot rolled steel bars are combined with straight thread sleeves. The combination test results of 45 specimens with 4 kinds of diameter high strength steel bars and sleeves show that the performance data of the sleeve in the uniaxial tensile test, high stress repeated tension compression test and large deformation repeated tension compression test under the mechanical connection mode of reinforcement can meet the requirements of the specification. At the same time, the test results of the same diameter high strength steel bar with ordinary sleeve connection and new sleeve connection are compared. The results of the performance test can provide reference for improving the calculation theory of mechanical connection of steel bars, revising the structural design, promoting the application of high strength steel bars and other technologies, so as to achieve sustainable development.Keywords:h igh strength steel bar; special shaped mechanical connection sleeve; experimental study; prefabricated concrete structure日益成熟，并逐步在多个专业领域中得到完善[4]。

高温下钢材力学性能的分析与计算一、引言随着经济的快速发展和产业结构的调整，钢材作为一种重要的工业材料，扮演着重要的角色。

然而，在高温下，钢材的力学性能会发生很大的变化，这会影响到工程的安全和可靠性。

因此，钢材在高温下的力学性能分析和计算十分重要。

二、高温下钢材力学性能的变化钢材在高温下，其力学性能会发生很大的变化。

其中，最直观的是其强度和模量的变化。

在高温下，钢材的强度会不断下降，而模量则会不断增加。

同时，钢材的延展性和韧性也会随着温度的升高而下降。

除了这些基本的力学性能变化外，高温下的钢材还会发生很多复杂的变化。

例如，温度的升高会导致钢材的组织结构发生变化，从而影响到材料的各种力学性能。

同时，温度的升高也会促进钢材表面的氧化反应，进一步影响到其性能。

三、高温下钢材力学性能的分析方法为了分析钢材在高温下的力学性能，需要采用一系列的分析方法。

其中，最常用的方法是有限元法。

有限元法是一种基于离散化的数值分析方法，可以用来模拟复杂的工程结构的力学行为。

在高温下，有限元法通常可以用来模拟钢材在不同温度下的强度、变形和疲劳性能。

另外，还有一些其他的分析方法可以用来研究高温下钢材的力学性能。

例如，动态力学分析方法可用于研究高温下的冲击和振动行为。

声学分析方法可用于研究钢材在高温下的声传播特性。

四、高温下钢材力学性能的计算方法除了分析方法外，还需要采用一些计算方法来计算钢材在高温下的力学性能。

其中，最常用的方法是基于热力学和热力学相图的计算方法。

这种方法可以用来计算钢材在不同温度下的相变和组织结构变化，从而进一步预测材料的力学性能。

另外，还有一些其他的计算方法可以用来研究高温下钢材的力学性能。

例如，基于分子动力学的计算方法可用于研究钢材微观结构的变化和演化。

计算流体力学方法可用于研究高温下的材料流动性质、能量传输和反应动力学等。

五、结论高温下钢材力学性能的分析和计算是非常重要的。

这种分析和计算可以帮助工程师和科学家更好地理解钢材在高温下的行为，并提出更加有效的安全措施。

钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能研究一、研究背景钢筋混凝土结构在建筑中得到了广泛应用，但在火灾等高温环境下，钢筋混凝土构件的力学性能会发生不可逆的变化，这给结构的安全性带来了威胁。

因此，深入研究钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能，对于提高建筑结构的抗火性能，具有重要的现实意义和理论价值。

二、高温对钢筋混凝土的影响1.混凝土高温会导致混凝土中的水分蒸发，从而导致混凝土的强度降低。

同时，高温会破坏混凝土的微观结构，使其变得更脆弱，抗拉强度降低。

此外，高温还会使混凝土中的气孔增多，导致渗透性增加，进一步降低混凝土的强度和耐久性。

2.钢筋高温会使钢筋的强度和弹性模量降低，而且在高温环境下，钢筋很容易出现脆性断裂。

同时，高温环境中的氧气会与钢筋表面的铁形成氧化层，使钢筋的锈蚀速度加快。

三、钢筋混凝土受高温作用后的力学性能研究方法1.试验方法钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能研究，需要通过试验来进行。

试验通常采用恒温炉对混凝土构件进行高温处理，然后对处理后的构件进行力学性能试验。

2.试验内容试验内容包括构件的强度、变形和破坏形态等方面的研究。

其中，强度研究包括混凝土的抗压强度和钢筋的屈服强度；变形研究包括混凝土和钢筋的变形，并通过变形试验来研究其变形特性；破坏形态研究则是通过观察试件的破坏形态来了解其破坏机理。

四、钢筋混凝土受高温作用后的力学性能研究结果1.强度钢筋混凝土构件在高温作用下，其抗压强度和屈服强度均会明显降低，而且降低的幅度随着温度的升高而增大。

同时，钢筋混凝土构件的强度下降速度也随着高温时间的延长而增大。

2.变形钢筋混凝土构件在高温作用下，其变形特性也会发生明显变化。

混凝土的变形增大，而且在高温作用后，混凝土的变形能力下降，易出现裂缝。

钢筋的变形也会增加，但相对于混凝土，钢筋的变形能力下降的幅度要小。

3.破坏形态钢筋混凝土构件在高温作用下，其破坏形态也会发生变化。

在低温下，构件的破坏主要是混凝土的压碎破坏和钢筋的屈曲破坏，而在高温下，构件的破坏主要是混凝土的开裂破坏和钢筋的脆性断裂。

钢筋温控条件下力学性能的试验研究摘要]根据有关国标要求，对不同温度下各种规格对焊钢筋试件的力学性能进行试验，研究表明：钢筋抗拉承载能力随温度的降低而增大，但其应变却随着温度的降低而减小，变形能力降低。

钢筋断裂一般都发生在接头处，主要原因是钢筋接头与母材的变形协调不一致，因此，改善钢筋接头变形能力是解决钢筋断裂问题的关键所在。

[关键词]钢筋；温度；力学性能；试验1 引言随着人类活动范围的不断扩大及实际使用要求的不同，钢筋的使用环境也在不断变化，甚至一些极端环境下也大量应用建筑钢筋，这就有必要了解钢筋在不同环境条件下特别是温度变化条件下其力学性能的变化规律，从而更好地应用钢筋，保证结构的使用安全。

历史上低温条件下构件断裂事故时有发生，究其原因很多由于钢筋的最终断裂引起的工程事故，一旦发生构件断裂事故就会给企业带来很大的经济损失，不仅会发生设备的直接报废损坏，而且影响了项目工程的如期进行，甚至造成整个施工方案的失败。

本文主要模拟钢筋实际工作环境研究其在实际工程应用中的破坏规律。

2 试件及试验条件测试及试件的制作加工按国标进行，不附加任何特殊条件；闪光对焊钢筋、一级焊缝、低碳钢或相当于Q235 级别的的钢材、直径在16∽25mm 之间的HRB335 螺纹钢构件、静力单调荷载作用的情况（加载速率≤5kN/6 ）时，分别进行了各种规格对焊钢筋在不同温度下的抗拉对比试验，研究其强度及相关力学性能随温度变化的变化规律，共实施试件36 件。

所有试验钢筋均由安徽省马鞍山市马鞍山钢结构有限责任公司提供。

试件编号分三层：试件名—顺序号—厂号，如1T1—3—M，其中1T1 为试件名，由图纸给定，按组成顺序分别代表温度、钢筋焊缝承拉试验和钢筋直径三层含义，顺序号为相同直径和试验温度的三种试件顺序编号，M 为厂名。

3 钢筋抗拉力学性能试验3.1 试件概述焊接试件的钢筋直径有16 ㎜、18 ㎜、20 ㎜和25 ㎜四种，各种规格的钢筋都有四组焊接试件，分别是从同一根通长钢筋截取下来的，钢筋试件焊接采用闪光对焊，然后用电动沙轮进行打磨，直到焊缝处直径与母材接近为止，钢筋的截取长度均为20cm。

钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能研究一、前言钢筋混凝土是一种广泛应用于工程结构中的材料，但在遭受高温作用后，其力学性能会有所降低，影响结构的安全性。

因此，对于钢筋混凝土构件在高温作用下的力学性能进行研究具有重要的意义。

二、高温作用对钢筋混凝土构件的影响1.高温作用的温度范围高温作用对钢筋混凝土的影响主要取决于作用温度的高低。

一般来说，当温度达到200℃时，钢筋混凝土的力学性能开始发生变化；当温度达到600℃时，其强度已经降至原来的30%左右；当温度达到800℃时，其强度会降至原来的10%左右。

2.高温作用对钢筋混凝土构件的影响高温作用会导致钢筋混凝土构件的强度和刚度降低，同时也会影响其变形性能和破坏模式。

在高温作用下，钢筋混凝土构件的混凝土会发生膨胀，从而导致构件的开裂和剥落；钢筋的强度也会受到影响，从而导致构件的失稳和破坏。

三、钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能研究1.试验方法钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能研究主要采用试验方法。

一般来说，通过对试件进行高温作用后的强度试验、变形试验和破坏试验，可以得到构件在高温作用下的力学性能。

2.试验结果钢筋混凝土构件受高温作用后的力学性能会发生明显的变化。

一般来说，随着温度的升高，构件的强度和刚度都会降低，同时变形能力也会下降。

在高温作用下，混凝土会发生膨胀，从而导致构件的开裂和剥落；钢筋的强度也会受到影响，从而导致构件的失稳和破坏。

3.影响因素分析影响钢筋混凝土构件受高温作用后力学性能的因素主要包括温度、构件尺寸和混凝土强度等。

温度是影响钢筋混凝土构件受高温作用后力学性能的最主要因素，温度升高会导致构件的强度和刚度都降低；构件尺寸也会影响构件的力学性能，较大的构件在高温作用下会表现出更明显的变化；混凝土的强度也是影响钢筋混凝土构件受高温作用后力学性能的重要因素，强度较高的混凝土在高温作用下表现出的力学性能变化较小。

四、结论和建议1.结论钢筋混凝土构件在高温作用下会发生明显的力学性能变化，强度和刚度都会降低，变形能力也会下降。