國(guó)每年有逾百萬噸高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力工程建設(shè),預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗火性能已引起國(guó)內(nèi)外土木工程界的高度重視,而預(yù)應(yīng)力鋼絲抗火性能又是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火性能的最關(guān)鍵的影響因素之一。因此,對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲抗火性能進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)研究,具有著十分重要現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)內(nèi)外針對(duì)鋼筋抗火性能開展了一些研究工作。

早在1959年,Day等人就對(duì)英國(guó)四個(gè)廠家生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絲進(jìn)行了高溫下蠕變?cè)囼?yàn),得出了一些有益結(jié)論;美國(guó)后張預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)在試驗(yàn)基礎(chǔ)上給出了高強(qiáng)合金鋼筋、熱軋鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的極限強(qiáng)度和彈性模量在高溫下的退化規(guī)律;清華大學(xué)對(duì)我國(guó)Ⅰ~Ⅴ級(jí)鋼筋進(jìn)行了較系統(tǒng)的高溫下拉伸試驗(yàn),得出了相關(guān)力學(xué)指標(biāo)在高溫下的退化規(guī)律,建立了Ⅰ~Ⅴ級(jí)鋼筋高溫下應(yīng)力-應(yīng)變曲線方程;東南大學(xué)對(duì)1570級(jí)、1670級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絲及1860級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行了高溫下或高溫后的拉伸試驗(yàn),得到了高溫下或高溫后鋼絲及鋼絞線的極限強(qiáng)度、條件屈服強(qiáng)度和彈性模量的變化規(guī)律;鑒于預(yù)應(yīng)力鋼絲高溫下及高溫后的力學(xué)性能是開展預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)及進(jìn)行火災(zāi)后預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估與修復(fù)的重要依據(jù),對(duì)16個(gè)1770級(jí)P5低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲試件進(jìn)行了高溫下拉伸試驗(yàn),14個(gè)鋼絲試件進(jìn)行了高溫后拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,隨著溫度升高,高溫下鋼絲應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線形狀趨于平緩,鋼絲的強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)指標(biāo)不斷退化;對(duì)于高溫后鋼絲,溫度歷程低于300℃時(shí),鋼絲力學(xué)性能變化不明顯;高于300℃時(shí),隨溫度歷程的升高,鋼絲應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線逐漸軟化,鋼絲各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)逐漸退化。

應(yīng)用粘彈性力學(xué)理論,得到了去除加載速率影響的高溫下鋼絲應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線,得到了預(yù)應(yīng)力鋼絲各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)在高溫下及高溫后的退化規(guī)律,建立了高溫下及高溫后的鋼絲應(yīng)力-應(yīng)變曲線方程。為開展預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火性能分析及火災(zāi)后損傷評(píng)估提供了基礎(chǔ)性素材。