高温下套筒连接钢筋的力学性能试验研究
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７１
减系数。
表 １ 高 温 下 细 晶 钢 筋 屈 服 强 度 与 弹 性 模 量 劣 化 结 果 表
３ 力 学模 型
经 回归 分 析试验 结 果 ， 到 了高 温下 钢筋 的屈 服 强度 、 得 弹性 模 量 的变 化 模 型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 国 内外 学者 普 遍 认 为 ， 在 ３ ０℃ 以内普 通热 轧钢 筋各 力 学性 能指 标 的降低 幅度 很 小 ， 常 温状 态 下 基 本 无 异 ， 而从 表 １可 以看 出 ， ０ 与 然 在 １０℃的条件 下 ， ５ 该次 试验 普通 套 筒连 接 的细 晶 钢筋 屈 服 强 度 已经 下 降 了 １ 左 右 ， Ｏ 因此 众 多学 者 针 对 普 通热 轧钢 筋 提 出的高 温本 构模 型并 不适 用 于套 筒 连接 下 的细 晶钢 筋 。为 吻合 该 次 试 验 数据 ， 章 给 出 了 文
各式中， Ｔ为所 经历 的温 度 ； ｒ 分 别 为钢筋 在 温 度 Ｔ 下 的屈 服强 度 和 弹性模 量 ； Ｅ 分别 为 钢 筋在 常 ｆ、 － 厂
温 下 得屈 服强 度和 弹性 模量 。
４ 结 语
通过研 究 套筒 连接 钢筋 在 高温 下 的力学 性 能 ， 且 与通 长 钢 筋作 对 比 ， 并 由试 验结 果 可 以看 出 ， 筒连 接 套 形 式 对钢 筋在 高温 下 的抗火 性 能影 响不 大 ， 在套 筒连 接钢 筋拉 伸 至抗 拉强 度直 至 塑性 变形 时 ， 筒 的变 形量 套 仍 在 弹性 变形 范 围 内 ， 发 生破 坏 ， 未 其应 力一 应变 曲线与 通长 钢筋 基本 吻 合 ， 高温下 钢筋 的屈 服 强度 和 弹性 模 量 劣 化程 度基 本相 同。在结 构 的耐 火分 析 中 ， 议对 有 套筒 连 接 形式 的钢筋 在 高 温 下 的屈 服 强 度 和 弹性 模 建 量 按 照文 中拟 合 的公式 （）式 （） 算 ， ３ 、 ４计 从而 使对 结构 的抗火 性 能评估 更 加合 理可 靠 。
收稿 日期 ：０ ２０ —６ ２ １ —３１ ． 作者 简介 ： 李绍满 （９ ５） 硕士生． － ｉ ａ ｎ ４ ＠ｓ ａｃ ｒ １ ８一 ， Ｅ ｍａ ：ｍａ２ ０ ｉ ．ｏ ｌ ｎ ｎ
６ ９
建 材 世 界
２１ ０ ２年
第 ３ ３卷
第 ３期
４ ０℃时降低 了 ４ ％，０ ５ ２ ６０℃时降低 了 ５ 。表 ｌ ９ 给出了高温下钢筋屈服强度和弹性模量的劣化结果及折
建 材 世 界
ｄ ｉ１ ． ９ ３ ｊｉ ｎ １ ７ —０ ６ ２ １ ． ３ ０ ９ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ６ ４６ ６ ． ０ ２ ０ ． １ ｓ
２１ 年 ０２
第 ３ ３卷
第 ３期
高 温 下 套 筒连 接钢 筋 的 力 学性 能试 验 研 究
李 满 ， 毅 ， 栋 刘 绍 史 刘 栋 ， 庆
筋 的屈 服 强度 、 服 应 变 、 性 模 量 等 力 学性 能 的 变 化 规 律 。 屈 弹
关键 词 ： 高温； 钢筋套筒； 力学性能； 应力一 应变
Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｍ ｅ ｈａ ｉ ｓ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｃ ｎ ｃ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｆ Ｓ ｅ ｌ
Ｂａ ｓＣｏ ｎ ｃｅ ｔ ｌｅ ｅｕ ｄ ｒＨｉｈ Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｔｄ ｗｉｈ Ｓｅ ｖ ｎ ｅ ｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ
Ｌ ｈ ｏｍａ Ｈ ＪＹ ， Ｕ Ｄｏ ｇ ｄ ｎ ＬＪ Ｑｉｇ ＩＳ ａ — ｎ ，Ｓ ｉ ＬＩ ｎ －ｏ ｇ ， Ｕ ｎ
接技术 的不断发展 ， 钢筋套筒挤压连接作为一种新型机械式钢筋连接措施 ， 与传统的搭接和焊接相比具有接 头性能可靠 、 质量稳定 、 设备简单轻巧 、 施工速度快 、 节约钢材 、 不受气候及焊工技术水平的影响 、 安全无火灾 隐患 等优 点 ［ 。因此 ， １ ］ 套筒 连 接技术 被 广泛 应用 于 各类 高 层建 筑 以及 一些 重 大 工 程 ， 且得 到 了普 遍 好评 。 并
学 实验 室 。 １ ２ 试 验 材料 ．
采用 的钢筋套 筒 由中 国建筑科 学 研究 院建 硕 股份 有 限公 司设计 并 提 供 ， 用 两 种不 同类 别 的钢筋 套 筒 选 接 头—— 普 通套 筒 与冷压 套 筒 ， 筒均 按 三级 钢做 成 。试 件分 ３ ， １ 根 ， 中 ４根 为 细 晶钢 筋普 通套 筒 套 组 共 １ 其
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｍ ｅ ｈ ｎｃ ｅｆ ｒ ｎ ｅｏ ｔｅ ａｓ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｗｉ ｔｅ ｌｅ ｅｗｅｅｓｕ ｉ ｘ ｅｉ ｎａ ｌ ｎ ｅ ｉｈ ｓｒ ｃ ： ｃ ａ ｉｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｓｅ ｌｂ ｒ ｏ ｎ ｃｅ ｔ ｓｅ ｌｓｅ ｖ ｒ ｔ ｄｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｕ ｄ ｒｈｇ ｈ ｄ ｙ
然而 随着 建 筑火 灾 的频发 ， 筑结 构火 灾 下 的安 全 分析 以及 钢 筋抗 火性 能研 究 的 日益深 人 ， 究 采用 套筒 连 建 研 接 的钢筋 在 高温 下 的力学 性 能显得 十 分必 要 。
１ 试 验 概 况
１ １ 试 验 设备 ．
试验 采 用 的加 载设备 为 万能 试验 机 ， 升温 装 置为筒 式 电热 炉 和温 控 仪 。试 验 地 点 为武 警 学 院 工程 系力
［ ］ 余志武 ， ７ 王中强 ， 召锋． 史 高温后新 Ⅲ级钢筋力学性能 的试验 研究Ｅ］ 建筑结构 学报 ，０ ５ ２ （ ） １ ２１６ Ｊ． ２ ０ ，６ ２ ：１ —１ Ｅ ３ 郁 ８ ．钢筋套筒冷压接头 的性 能研究Ｅ３ Ｊ ．桥梁建设 ，１９ （ ）４ —２ ９ ４ ２ ：９５ ． ［ ３ 郁 勤耕 ， ９ 张浩苍 ，阮泳华．钢筋焊接与钢筋套筒连接技 术的经济 比较 ［］ Ｊ．港 口科 技动态 ，０ ０ ７ ：０１． ２０ （ ） １—６ Ｅ ｏ 马延军．高温下钢筋 与混凝 土的热工性能和力学性 能口］ ｌ］ ．中 国西部科技 ，０ １ １ ） ３—９ ２ １ （９ ：７３．
高温下套筒连接钢筋力学性能的拟合公式 ， 并且与高温下通长钢筋 的拟合公式作对 比。 通 长钢 筋 力学性 能 拟合 公式
Ｔ 一 ２ １ Ｔ — ３Ｎ １一Ｔ — ０ ０ ０３ ／ × ０ ３ ０ ２ ． ０ Ｔ＋ １ ０ ８６ ． １ Ｅ Ｅ 一 一４× １ 一Ｔ３ ２× １ 一Ｔ２ ０ ０ ０７ ／ ０。 ＋ ０ — ． ０ Ｔ＋ １ ０ ９８ ． １ （） １ （） ２ （） ３
Ｅ ３ 路春森 ， ４ 屈立军 ， 薛武 平等． 建筑结构 耐火设计Ｆ ］． Ｍ 北京 ： 中国建材工业 出版社 ，９ ５ １９． １ ３ 朱声传．钢筋套筒冷压连接新技术 Ｅ］ － ５ Ｊ ．今 １科技 ，１ ９ （ ） １ ． ３ ９ １６ ：９ ［ ３ 严 时汾．钢筋套简冷压连接工 法 Ｑ Ｊ （ Ｆ －０ —９ ｆ］ ６ Ｇ／ＳＴＳ Ｇ ） １ ｏ Ｊ ．建筑施工 ，１ ９ （） ４ —７ ９ｏ ４ ：６４ ．
ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ． Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ｅ ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｐ ｒ ｏ ｍ ａ ｃ ｆ ｓ ｅ ｌ ａ ｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｙ ｅｄ ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｃ ａ ｉｓ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｔ ｅ ｂ ｒ ， ｎ ｌ ｄ ｎ ｉ ｌ ｔｅ ｇ ｈ， ｙ ｅｄ ｉｌ
（ ．Ｓ ｈ ｏ ｆ ｉ ｌ ｎ ａ ｆ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｂ ｉｎ ｉｅｓｔ ｆ ｉｉ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｎ ｃ ｉ ｃｕ ｅ １ ｃ ｏ ｌ ｖ ｄＴｒｆ ｃＥ ｇｎ ｅｉ ， ｅ ｉｇＵｎｖ ｒｉ ｏ ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ ｄＡｒ ｈｔ ｔ ｒ ， ｏ Ｃ ｉａ ｉ ｎ ｊ ｙ Ｃ ｎ ｅ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ４ Ｃ ｉａ ２ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｕｌｉｇＦ ｒ ｅ ｅ ｒｈ ｏ ｈｎ ａ ｅ ｆ ｕｌｉ ｅ ｅ ｒｈ ｅ ｉ １ ０ ４ ， ｈｎ ．Ｉｓｉ ｔ ｆ ｉ ｎ ｉ Ｒ ｓ ａｃ ｆ ｉａＡｃ ｄ ｍｙｏ ｉ ｎ Ｒ ｓａ ｃ ， ｊ ｇ ｔ Ｂ ｄ ｅ Ｃ Ｂ ｄｇ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ｅ ｉｇ １ ０ １ ， ｈｎ ） ｊ
在钢 筋混 凝土 结构 中 ， 钢筋 的连接 形式 对结 构 的整体 性 能有 一 定 的影 响 ， 理 的连接 形式 能有 效 的提 高 合 其 结 构 的强度 ， 济性 ， 经 加快 施 工进 度 等 。 目前 国 内钢筋 混 凝 土结 构 中常 用 的钢 筋 连 接方 式 有 以下 ３ ： 种 焊 接连 接 、 绑扎搭 接 、 机械 连 接 ， 在实 际工 程 中应根 据 不 同 的情况 采 取 合 理 的连 接 方 式 。随 着 我 国钢 筋 机 械 连
ｓｒ ｉ ｔ ａｎ，ｅ ａ ｔ ｄ ｌ ｓ ａ ｄ Ｓ Ｉ ｌ ｓ ｉ ｍｏ ｕ ｕ ｎ Ｏ Ｏ Ｌ ｃ
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｈｇ ｅ ｅａｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｉｈ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ； ｓｅ ｖ ； ｍ ｅｈ ｎｃ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｓｒ ｓ－ｔａｎ ｌｅ ｅ ｃ ａ ｉｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ； ｔｅ ｓｓｒ ｉ
参 考 文献
Ｅ ］ 带肋钢筋套筒挤 压连接技术规程简介 Ｅ］ １ Ｊ ．建筑机械 ，１ ９ （ ） ３— １ ９ ３ ９ ：０３ ．
［ ］ 肖 曼． ２ 细晶粒高强钢筋混凝 土构件 抗火性能试验研究 ［）． Ｉ］北京 ： 北京建筑工程 学院 ，０ ８ ２０． Ｅ－ 朱 ３ １ 敏， 鲍 强， 冷秀萍．影 响钢筋 机械连接质量 的原 因分 析Ｅ］ Ｊ．浙江建筑 ， ０ ５ （ １ ：６ ２ ０ ，ｓ ） ６ ．
（） ４
套 筒 连接 钢筋 力学 性 能拟合 公 式
／ 一６Ｘ １ Ｔ ＋ ５Ｎ １一Ｔ — ０ ０ １７ 厂一 ０ ３ ０ ２ ． ０ Ｔ＋ １ ０ ５２ ． ４
Ｅ Ｅ 一 ２Ｘ １一 Ｔ 一 ３× １ ／ ０ ｓ ０ 一 ０ ０ ０１ ＋ １０ ５３ ． ０ Ｔ ． ０
（． 京建 筑 工程 学 院土木 与交 通 工程 学 院 ， 京 １０ ４ ； １北 北 ０ ０４ ２ 中国建 筑科 学研 究 院建 筑 防火研 究所 ， 京 １０ １ ） ． 北 ０ ０ ３
摘 要 ： 通过试验对套筒连接形式的钢筋在高温下的力学性能进行 了 研究， 出了高温下采用机械连接形式的钢 给
减系数。
表 １ 高 温 下 细 晶 钢 筋 屈 服 强 度 与 弹 性 模 量 劣 化 结 果 表
３ 力 学模 型
经 回归 分 析试验 结 果 ， 到 了高 温下 钢筋 的屈 服 强度 、 得 弹性 模 量 的变 化 模 型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 国 内外 学者 普 遍 认 为 ， 在 ３ ０℃ 以内普 通热 轧钢 筋各 力 学性 能指 标 的降低 幅度 很 小 ， 常 温状 态 下 基 本 无 异 ， 而从 表 １可 以看 出 ， ０ 与 然 在 １０℃的条件 下 ， ５ 该次 试验 普通 套 筒连 接 的细 晶 钢筋 屈 服 强 度 已经 下 降 了 １ 左 右 ， Ｏ 因此 众 多学 者 针 对 普 通热 轧钢 筋 提 出的高 温本 构模 型并 不适 用 于套 筒 连接 下 的细 晶钢 筋 。为 吻合 该 次 试 验 数据 ， 章 给 出 了 文
各式中， Ｔ为所 经历 的温 度 ； ｒ 分 别 为钢筋 在 温 度 Ｔ 下 的屈 服强 度 和 弹性模 量 ； Ｅ 分别 为 钢 筋在 常 ｆ、 － 厂
温 下 得屈 服强 度和 弹性 模量 。
４ 结 语
通过研 究 套筒 连接 钢筋 在 高温 下 的力学 性 能 ， 且 与通 长 钢 筋作 对 比 ， 并 由试 验结 果 可 以看 出 ， 筒连 接 套 形 式 对钢 筋在 高温 下 的抗火 性 能影 响不 大 ， 在套 筒连 接钢 筋拉 伸 至抗 拉强 度直 至 塑性 变形 时 ， 筒 的变 形量 套 仍 在 弹性 变形 范 围 内 ， 发 生破 坏 ， 未 其应 力一 应变 曲线与 通长 钢筋 基本 吻 合 ， 高温下 钢筋 的屈 服 强度 和 弹性 模 量 劣 化程 度基 本相 同。在结 构 的耐 火分 析 中 ， 议对 有 套筒 连 接 形式 的钢筋 在 高 温 下 的屈 服 强 度 和 弹性 模 建 量 按 照文 中拟 合 的公式 （）式 （） 算 ， ３ 、 ４计 从而 使对 结构 的抗火 性 能评估 更 加合 理可 靠 。
收稿 日期 ：０ ２０ —６ ２ １ —３１ ． 作者 简介 ： 李绍满 （９ ５） 硕士生． － ｉ ａ ｎ ４ ＠ｓ ａｃ ｒ １ ８一 ， Ｅ ｍａ ：ｍａ２ ０ ｉ ．ｏ ｌ ｎ ｎ
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建 材 世 界
２１ ０ ２年
第 ３ ３卷
第 ３期
４ ０℃时降低 了 ４ ％，０ ５ ２ ６０℃时降低 了 ５ 。表 ｌ ９ 给出了高温下钢筋屈服强度和弹性模量的劣化结果及折
建 材 世 界
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２１ 年 ０２
第 ３ ３卷
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高 温 下 套 筒连 接钢 筋 的 力 学性 能试 验 研 究
李 满 ， 毅 ， 栋 刘 绍 史 刘 栋 ， 庆
筋 的屈 服 强度 、 服 应 变 、 性 模 量 等 力 学性 能 的 变 化 规 律 。 屈 弹
关键 词 ： 高温； 钢筋套筒； 力学性能； 应力一 应变
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学 实验 室 。 １ ２ 试 验 材料 ．
采用 的钢筋套 筒 由中 国建筑科 学 研究 院建 硕 股份 有 限公 司设计 并 提 供 ， 用 两 种不 同类 别 的钢筋 套 筒 选 接 头—— 普 通套 筒 与冷压 套 筒 ， 筒均 按 三级 钢做 成 。试 件分 ３ ， １ 根 ， 中 ４根 为 细 晶钢 筋普 通套 筒 套 组 共 １ 其
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试验 采 用 的加 载设备 为 万能 试验 机 ， 升温 装 置为筒 式 电热 炉 和温 控 仪 。试 验 地 点 为武 警 学 院 工程 系力
［ ］ 余志武 ， ７ 王中强 ， 召锋． 史 高温后新 Ⅲ级钢筋力学性能 的试验 研究Ｅ］ 建筑结构 学报 ，０ ５ ２ （ ） １ ２１６ Ｊ． ２ ０ ，６ ２ ：１ —１ Ｅ ３ 郁 ８ ．钢筋套筒冷压接头 的性 能研究Ｅ３ Ｊ ．桥梁建设 ，１９ （ ）４ —２ ９ ４ ２ ：９５ ． ［ ３ 郁 勤耕 ， ９ 张浩苍 ，阮泳华．钢筋焊接与钢筋套筒连接技 术的经济 比较 ［］ Ｊ．港 口科 技动态 ，０ ０ ７ ：０１． ２０ （ ） １—６ Ｅ ｏ 马延军．高温下钢筋 与混凝 土的热工性能和力学性 能口］ ｌ］ ．中 国西部科技 ，０ １ １ ） ３—９ ２ １ （９ ：７３．
高温下套筒连接钢筋力学性能的拟合公式 ， 并且与高温下通长钢筋 的拟合公式作对 比。 通 长钢 筋 力学性 能 拟合 公式
Ｔ 一 ２ １ Ｔ — ３Ｎ １一Ｔ — ０ ０ ０３ ／ × ０ ３ ０ ２ ． ０ Ｔ＋ １ ０ ８６ ． １ Ｅ Ｅ 一 一４× １ 一Ｔ３ ２× １ 一Ｔ２ ０ ０ ０７ ／ ０。 ＋ ０ — ． ０ Ｔ＋ １ ０ ９８ ． １ （） １ （） ２ （） ３
Ｅ ３ 路春森 ， ４ 屈立军 ， 薛武 平等． 建筑结构 耐火设计Ｆ ］． Ｍ 北京 ： 中国建材工业 出版社 ，９ ５ １９． １ ３ 朱声传．钢筋套筒冷压连接新技术 Ｅ］ － ５ Ｊ ．今 １科技 ，１ ９ （ ） １ ． ３ ９ １６ ：９ ［ ３ 严 时汾．钢筋套简冷压连接工 法 Ｑ Ｊ （ Ｆ －０ —９ ｆ］ ６ Ｇ／ＳＴＳ Ｇ ） １ ｏ Ｊ ．建筑施工 ，１ ９ （） ４ —７ ９ｏ ４ ：６４ ．
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在钢 筋混 凝土 结构 中 ， 钢筋 的连接 形式 对结 构 的整体 性 能有 一 定 的影 响 ， 理 的连接 形式 能有 效 的提 高 合 其 结 构 的强度 ， 济性 ， 经 加快 施 工进 度 等 。 目前 国 内钢筋 混 凝 土结 构 中常 用 的钢 筋 连 接方 式 有 以下 ３ ： 种 焊 接连 接 、 绑扎搭 接 、 机械 连 接 ， 在实 际工 程 中应根 据 不 同 的情况 采 取 合 理 的连 接 方 式 。随 着 我 国钢 筋 机 械 连
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参 考 文献
Ｅ ］ 带肋钢筋套筒挤 压连接技术规程简介 Ｅ］ １ Ｊ ．建筑机械 ，１ ９ （ ） ３— １ ９ ３ ９ ：０３ ．
［ ］ 肖 曼． ２ 细晶粒高强钢筋混凝 土构件 抗火性能试验研究 ［）． Ｉ］北京 ： 北京建筑工程 学院 ，０ ８ ２０． Ｅ－ 朱 ３ １ 敏， 鲍 强， 冷秀萍．影 响钢筋 机械连接质量 的原 因分 析Ｅ］ Ｊ．浙江建筑 ， ０ ５ （ １ ：６ ２ ０ ，ｓ ） ６ ．
（） ４
套 筒 连接 钢筋 力学 性 能拟合 公 式
／ 一６Ｘ １ Ｔ ＋ ５Ｎ １一Ｔ — ０ ０ １７ 厂一 ０ ３ ０ ２ ． ０ Ｔ＋ １ ０ ５２ ． ４
Ｅ Ｅ 一 ２Ｘ １一 Ｔ 一 ３× １ ／ ０ ｓ ０ 一 ０ ０ ０１ ＋ １０ ５３ ． ０ Ｔ ． ０
（． 京建 筑 工程 学 院土木 与交 通 工程 学 院 ， 京 １０ ４ ； １北 北 ０ ０４ ２ 中国建 筑科 学研 究 院建 筑 防火研 究所 ， 京 １０ １ ） ． 北 ０ ０ ３
摘 要 ： 通过试验对套筒连接形式的钢筋在高温下的力学性能进行 了 研究， 出了高温下采用机械连接形式的钢 给