高温下型钢混凝土粘结滑移性能研究现状

宋明辰

（西安建筑科技大学土木工程学院 陕西西安 710055）

1 前言

随着近年来高层、超高层及大跨结构的发展，建筑防火问题日益突出，型钢混凝土组合结构作为常用的结构形式，为保证其在火灾环境下具有良好的协同工作性能，首先需要解决的是型钢与混凝土在高温环境下的粘结滑移问题。

2 高温对型钢混凝土粘结强度的影响

陈宗平、周文祥[1]通过对型钢高强混凝土的推出试验发现：高温对型钢高强混凝土的极限粘结强度（τu）和残余粘结强度（τr）产生了较大的影响，τu和τr随经历最高温度的升高均呈先降低后有所恢复的规律，产生这种现象主要是由于当T≤600℃时，高温作用破坏了粘结面的化学胶结力，且温度越高，这种破坏作用越明显；当T≥600℃时，高强混凝土会产生爆裂现象，冷却后由于粗骨料存在较大的残余变形，试件内部产生了残余压应力，从而使混凝土对型钢的约束作用增强，粘结面的摩擦阻力得到提高。

吴华宗[2]对高温后的型钢混凝土试件进行了反复加载试验，研究结果表明：与单调加载相比，反复加载会导致试件的粘结性能退化，且升温时曾经经历的最高温度越高、最高温度持续时间越长，粘结强度和滑移刚度的退化越明显。经承贵[3]对型钢再生混凝土在高温下的损伤性能进行了研究，结果表明:高温对型钢再生混凝土的承载力和刚度影响较大，当温度低于400℃时，影响不显著，当温度大于400℃时，随曾经经历最高温度的升高，承载力和刚度则快速下降；延性和耗能性能受最高温度的影响较小。

3 高温下型钢混凝土粘结强度计算

李俊华、邱栋梁[4]采用推出试验对18个高温后型钢混凝土短柱进行研究，构建了高温后型钢混凝土粘结滑移本构模型，并提出了本构模型中的极限粘结强度、残余粘结强度及相应滑移的计算方法，笔者仅以极限粘结强度的计算方法为例加以说明。高温下型钢混凝土极限粘结强度的推导，是在常温下得到的极限粘结强度计算公式的基础上，通过引入曾经经历最高温度的影响系数和曾经经历最高温度持续时间的影响系数来实现的。

定义高温后曾经经历的最高温度对型钢混凝土极限粘结强度的影响因数为：

定义高温后曾经经历最高温度的持续时间对型钢混凝土极限粘结强度的影响系数为：

确定了曾经经历的最高温度及最高温度持续时间对高温下型钢混凝土粘结性能的影响规律后，通过与常温下型钢混凝土极限粘结强度计算公式的结合，便可以得到任意曾经经历的最高温度及最高温度持续时间下，型钢混凝土极限粘结强度的计算公式：

4 结论

高温对型钢与混凝土之间的粘结性能产生了很大的影响，随着温度的增加，粘结强度呈现出先减小后增加的变化趋势，并通过总结，给出了高温下型钢与混凝土之间极限粘结强度的表达式。