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预应力钢丝抗火试验及在火灾下应力—应变全过程分析

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目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.2.1国外主要研究成果

1.2.2国内主要研究成果

1.3本文应开展的工作

第2章高温下预应力高强钢丝的力学性能

2.1试验设备介绍

2.1.1加载系统

2.1.2升温系统

2.2恒温下匀速加载钢丝试验

2.2.1试验方案

2.2.2试验现象

2.2.3试验结果

2.3试验数据处理

2.3.1高温下钢丝应力—应变曲线后半段的补足

2.3.2去除应变变化率影响的应力—应变关系全曲线

2.4高温下钢丝力学性能分析与计算

2.4.1高温下钢丝极限强度

2.4.2高温下钢丝极限强度点应变

2.4.3高温下钢丝弹性模量

2.4.4高温下钢丝条件屈服强度

2.4.5高温下钢丝条件屈服点应变

2.4.6高温下钢丝比例极限

2.4.7高温下钢丝受拉破断点应力、应变

2.4.8高温下钢丝应力—应变曲线方程

2.5本章小结

第3章预应力高强钢丝温度膨胀、短期高温蠕变及短期高温松弛性能

3.1钢丝温度膨胀系数

3.1.1已有研究成果

3.1.2钢丝温度膨胀应变试验

3.1.3试验结果及分析

3.2钢丝短期高温蠕变性能

3.2.1已有研究成果

3.2.2预应力钢丝短期高温蠕变试验

3.2.3试验现象及结果

3.2.4钢丝“持久极限强度”及考虑“持久极限强度”的高温下应力—应变曲线方程

3.2.5蠕变曲线公式

3.3钢丝短期高温应力松弛性能

3.3.1钢丝短期高温应力松弛试验

3.3.2试验曲线

3.3.3钢丝短期高温应力松弛计算公式的建立

3.4降温对钢丝应力水平的影响

3.5经短期高温应力松弛后钢丝的极限强度

3.6本章小结

第4章考虑温度—时间路径的高强钢丝应变及应力计算方法

4.1考虑温度—时间路径的钢丝应变计算方法

4.1.1计算思路

4.1.2应变改变量计算

4.1.3算例

4.1.4计算方法的试验验证

4.2考虑温度—时间路径的钢丝应力计算方法

4.2.1计算思路

4.2.2应力改变量计算

4.2.3计算方法的试验验证

4.3本章小结

第5章火灾下无粘结预应力混凝土简支板中钢丝应力的试验研究与计算

5.1试件设计与制作

5.2试验方案与试验现象

5.2.1试验方案

5.2.2试验现象

5.3试验结果

5.3.1温度实测结果

5.3.2变形实测结果

5.3.3钢丝应力实测结果

5.4火灾下试件中无粘结筋应力计算

5.4.1影响因素与整体计算思路

5.4.2分析方法与程序框图

5.4.3实测值与计算值的对比

5.5本章小结

第6章高温后预应力高强钢丝的力学性能

6.1高温后钢丝力学性能试验

6.1.1试验方案

6.1.2试验现象

6.1.3试验结果

6.2高温后钢丝力学性能分析与计算

6.2.1高温后钢丝极限强度

6.2.2高温后钢丝极限强度点应变

6.2.3高温后钢丝弹性模量

6.2.4高温后钢丝比例极限

6.2.5高温后钢丝条件屈服强度

6.2.6高温后钢丝条件屈服点应变

6.2.7高温后钢丝应力—应变曲线方程

6.3本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致谢

个人简历

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摘要

火灾是一种高频度灾害。由于预应力混凝土结构中预应力筋的有效预应力可高达i000N/mm2左右,高温将使预应力水平锐减,火灾可能对预应力混凝土结构造成灾难性的后果。 本文对1770级φp5低松弛预应力高强钢丝的抗火性能开展了系统的试验研究: 对14根钢丝试件进行了高温下拉伸试验,依据试验结果,应用粘弹性理论,得到了去除加载速率影响的1770级预应力钢丝应力-应变关系曲线,基于该曲线得到了1770级预应力钢丝的极限强度、弹性模量、条件屈服强度、比例极限等力学性能指标在高温下的退化规律,建立了高温下1770级预应力钢丝应力-应变曲线方程。 完成了25根1770级预应力钢丝试件的短期高温蠕变试验,26根1770级预应力钢丝试件的短期高温应力松弛试验以及1根1770级预应力钢丝试件的高温下温度膨胀试验。基于试验结果,得到了高温下1770级预应力钢丝短期蠕变曲线方程、短期应力松弛曲线方程、预应力钢丝“持久极限强度”计算公式及高温下预应力钢丝温度膨胀应变计算公式。 在已有的1770级预应力钢丝高温下力学性能试验研究的基础上,建立了高温下预应力钢丝考虑温度-时间路径的应变计算方法和应力计算方法。合理考虑了蠕变、温度膨胀、应力变化及变形模量变化对预应力钢丝应变的影响,合理考虑了应力松弛、温度膨胀、应变变化及变形模量变化对预应力钢丝应力的影响。 完成了9块无粘结预应力混凝土简支板和1块有粘结预应力混凝土简支板的抗火试验。提出了对火灾下预应力混凝土简支板中预应力钢丝应力进行实时分析的计算方法,并为所完成的10块预应力混凝土简支板的抗火试验所证实。 对14根钢丝试件进行了高温后拉伸试验,得到了高温后钢丝的极限强度、弹性模量、条件屈服强度、比例极限等力学性能指标随所经历的最高温度的退化规律,建立了高温后钢丝应力-应变曲线方程。

著录项

  • 作者

    胡琼;

  • 作者单位

    哈尔滨工业大学;

  • 授予单位 哈尔滨工业大学;
  • 学科 结构工程
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 王光远,郑文忠;
  • 年度 2005
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TU511.32;TU502.4;
  • 关键词

    预应力钢丝; 抗火性能; 材料试验;

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