钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐变影响的试验研究_王海洋

钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐

变影响的试验研究

王海洋

査晓雄

黄毫春

王晓冬

（1. 哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东深圳518055；2. 中国建筑第五工程局有限公司，广东东莞523000）

摘要：实际施工中钢管混凝土的分层施工，以及为弥补收缩而使用的膨胀剂产生的徐变对钢管混凝土

的性能影响不容忽视。在考虑钢管混凝土分阶段施工的基础上，分级施加徐变恒载。试验研究了膨胀剂掺量以及恒载加载间隔对钢管混凝土极限承载力与徐变纵向变形的影响，同时还对钢管再生混凝土结构的相应问题进行研究。分析得出：膨胀剂的使用对普通钢管混凝土的极限承载力有提高作用，膨胀剂掺量增大时，徐变变形也有所增大。恒载施加间隔较大时，钢管混凝土的徐变变形幅值显著减小，而其对钢管混凝土膨胀剂对钢管再生混凝土的徐变变形影响更大，变形呈比例增的极限强度影响相对却不明显。相比之下，大，而对极限承载力的影响却较小。

关键词：钢管混凝土；膨胀剂；徐变；多级加载；再生混凝土

EXPERIMENTAL STUDY ON THE CREEP EFFECT OF THE EXPANSIVE

AGENT AND RECYCLED CFST COLUMN IN CONSTRUCTION

Wang Haiyang 1

Zha Xiaoxiong 1

Huang Haochun 2

Wang Xiaodong 2

（1. Shenzhen Graduate School ，Harbin Institute of Technology ，Shenzhen 518055，China ；

2. China Construction 5th Engineering Bureau ，Dongguan 523000，China ）

Abstract ：In the practical construction of a concrete-filled steel tube （CFST ）column ，the effect of the creep on the CFST performance can not be ignored ，which caused by the stratified construction as well as the using of expansive agent to remedy the shrinkage of the concrete．Based on the simulation the stratified construction ，a series of experiments were conducted to study effect of the expansive agent dosage on the ultimate bearing capacity of CFST columns and the creep deformation in the longitudinal direction．Also the corresponding properties of the regeneration aggregate concrete filled steel tube （RACFST ）have been studied．It has been found that the ultimate bearing capacity of the CFST column can be increased greatly when using more expansive agent ，as well as the creep deformation．And the time-interval between two dead-loads also makes a large influence on the creep performance of the CFST column ，when the time-interval increases ，the amplitude of the creep deformation gets a remarkable decreasing．In contrast ，it is a greater influence on the deformation of the RACFST column than the CFST one ，and a smaller influence on the ultimate bearing capacity．

Keywords ：CFST column ；the expansive agent ；creep ；multi-stage loading ；recyled aggregate concrete

目前，钢管混凝土在桥梁与建筑等结构工程中已有广泛的应用，相关研究也很深入

［1－6］

挠度明显增大，钢管混凝土柱的弹性模量急剧下降，而且脱粘宽度越大，下降幅度越大

［7］

，这主要得。

益于钢管混凝土特殊的组合性能，即具有较高的套箍效应，能提高结构的整体强度。然而，这种套箍作用在钢管混凝土施工和加载早期效果不明显，甚至出现负套箍作用

［6］

在核心混凝土中加入适量膨胀剂是解决钢管混凝土由于混凝土的收缩而产生界面脱空现象的有效措施。通过混凝土中的膨胀组分发生水化作用实现体积膨胀。在自由膨胀的情况下，自应力混凝土的

，由于混凝土材料的收缩徐变、

温度变化的影响经常会发生脱空现象，造成了严重的工程安全隐患，影响钢管混凝土组合性能的发挥。当钢管混凝土核心混凝土与钢管壁发生脱粘时，柱体的承载能力会大幅度下降，柱体纵向变形和侧向

Industrial Construction Vol. 41，No. 6，2011

1983年出生，第一作者：王海洋，男，博士研究生。

E －mail ：wangsea0510@126．com

收稿日期：2011－02－12

工业建筑2011年第41卷第6期

各项力学性能低于普通混凝土。如果对膨胀混凝土加以限制，则它的各项性能都有所提高

［8］

形检测标距为200mm 。使用专门加工的夹具，钢管打磨光滑并进行除污处理后，将夹具端头与钢管外壁在预定的位置用AB 胶进行可靠的粘结，千分表和夹具通过螺杆旋紧挤压固定，确保即使装置有振动，千分表的数据检测显示也不会有明显的扰动；减小分级加载时振动对数据的干扰。

试验过程中，加载过程和恒载维持的监控检测使用柱式力传感器，量程为150kN ，精度为0. 03%。恒载数据采集与应变数据同步进行，采取相同的控制设置，即间隔600s 一次采集频率，以便数据吻合可靠。恒载和纵向变形每4h 记录一次。1. 2

试验加载机制

试验模拟研究钢管混凝土施工过程中膨胀剂掺量和加载时间间隔对试件徐变的影响。试件情况详见表1。各级恒载占试件设计承载力的5%左右，分7次加载完成，总恒载占设计承载力的35%左右。

表1

试验参数

膨胀剂体积含量/%

[1**********]

333

，传统的

配筋形式对自应力混凝土限制不足，因而制约了它的发展。钢管与具有高膨胀率的混凝土结合的新型化学预应力钢管混凝土是最为理想的钢管膨胀混凝土

［9－10］

。在钢管内部浇筑自应力混凝土，不但可以

［11］

补偿混凝土的收缩徐变，同时也解决了自应力混凝土限制不足的缺点已有不少研究

。

虽然再生混凝土作为管内核心混凝土的使用，

［12－14］

，但在钢管再生混凝土应用中缺

少相关的研究。如：对钢管混凝土徐变研究的加载与实际工程构件受力情况不一致。主要是单次施加，

膨胀剂体积掺量对钢管混凝土施工时的变形以及承载力的影响研究。本文将对普通钢管混凝土以及钢管再生混凝土结构进行分级施加恒载，模拟施工过程，并对上述膨胀剂的影响问题进行相关分析。11. 1

试

验试验设备

试为满足恒载级别较大以及多次加载的需求，验采用自制的徐变恒载装置系统。每套装置由3层Q345钢板和4根铬钢直拉杆组合而成，并且控制上端螺杆外伸长度，以满足加载套筒电动加载的要求。其中，钢板厚40mm ，铬钢拉杆直径约36mm ，确保钢板和拉杆受力变形不致过大，以减小系统误差。上层与中层钢板之间放置力传感器以检测控制试验过程中的恒载状态，确保恒载施加准确稳定，各试件各级恒载数值相差不大。钢管混凝土试件放置在中3层钢板通过4根钢拉杆连接，层和下层钢板之间，

保证力传感器的检测恒载数据与试件受力情况一致。

试验恒载分级多次施加，为控制恒载施加的准确方便，试验选用电动扳手进行加载。

徐变试验期间对试件中部的应变、试件纵向变形以及各级恒载数据进行采集。其中，应变片设置在试件的中部位置，相邻测点间隔90ʎ ，每个测点设置纵向和环向的一组应变片。徐变作用引起的应变变化是缓慢的，期间环境对应变信号的影响不容忽视，为了减少外部电磁和各种辐射对导线中应变微电压的影响，使用四芯屏蔽导线。该导线具有双层噪声屏蔽作用，并且对其进行了可靠的接地处理，以便稳定信号。导线、元器件之间的连接均用焊锡焊接，保证信号传输稳定。正常状态时，每隔600s 进行一次系统记录。

试件徐变期间的纵向变形采用千分表读取，变44

Table 1

编号123456789

代号PT －0%－3d PT －5%－3d PT －10%－3d PT －0%－6d PT －LQ －0%ZS －0%－3d ZS －5%－3d ZS －10%－3d ZS －LQ －0%

The parameters of the experiment

混凝土类型普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土再生混凝土再生混凝土再生混凝土再生混凝土

加载间隔/d 3336

强度承载力极限/kN 1409. 81495. 31520. 81430. [1**********]62. 71512. 11437

9号试件做非徐变试验，注：1其中5号、用于提供最终对比强

度；2采用ZY 膨胀剂。

试件钢管均为Q345无缝钢管，壁厚4. 5mm ，外L /D =3，径133mm ，高400mm ，长细比为12，管内混凝土设计强度等级为C40。徐变试验的同时进行钢得到钢管的屈服强度为材和混凝土的材性试验，

354MPa ，弹性模量约为2. 82ˑ 10MPa ，泊松比为

0. 246 0. 297。混凝土的配备：水泥550kg /m 3，水

33204kg /m 3，砂子542kg /m ，石子1073kg /m ，水灰

比0. 38，砂率33%，砂的含水率1%，水泥富余系数1. 0，采用42. 5的水泥。混凝土立方体试件7d 龄期强度为40. 8MPa ，满足设计预期。根据钟善桐教授

［1］

提出的钢管混凝土承载力设计公式得到该试

件的设计承载力约为1100kN ，根据恒载加载设备最大恒载值为350kN ，约为30%，符合工程实能力，

际。实际加载制度见表2，恒载变化与龄期的关系曲线见图1a 。各级施加恒载前，记录试件的纵向变形，加载30min 后开始正常的手动数据记录，以便

工业建筑

2011年第41卷第6期

了解各次加载时钢管混凝土的刚度变化。

表2

Table 2

编号1234678

力为823kN 左右，钢管再生混凝土7d 龄期稳定承徐变试验部分各分阶段施加的载力为802kN 左右，

恒载实际加载数值

The actual value of the dead load

恒载总和为350kN ，约为7d 承载力的42. 53%和43. 64%，参考混凝土强度的发展，可以认为350kN 的总恒载施加结束后，试件处于弹性工作状态。22. 1

徐变试验研究及影响分析徐变试验

4个钢管混凝土试件除膨胀剂体积掺量不同外，构件尺寸、材料性能等基本一致，混凝土同一批次浇筑振捣。

各试件随着龄期的增长，在恒载作用下的徐变变形不断变化，同时试件的弹性模量也在增长，并且因此这里综合考虑随着膨胀剂掺量的不同而不同，试件的弹性变形和徐变变形，见图1b 。

由于徐变装置中钢板和铬钢拉杆也具有一定的蠕变情况，因此设备存在一定的应力松弛，造成徐变恒载的损失。各级恒载的损失及其对应恒载的比例除第一级恒载的个别试件损失见表3。可以发现，

较大（6. 00%和5. 8%）外，其他各级的恒载损失比例都在3% 5%，可以认为恒载相对比较稳定。18号试件第一级恒载的损失比例较大，号、主要是因为第一级恒载施加前，设备装置各构件之间以及装预加载不充置与钢管混凝土试件之间的摩擦释放，分，因此表现出了超过5%的恒载损失。

1号—3号试件的纵向变形有一由图1b 可知，

2定的差异。1号试件纵向总变形为0. 0303mm ，

第一级第二级第三级第四级第五级第六级第七级54. 8552. 9049. 4053. 8053. 0553. 3153. 54

103. 40153. 80208. 40257. 30305. 79358. 80103. 16153. 70208. 35257. 40304. 43359. 20103. 50153. 75208. 60257. 40306. 54359. 20107. 40157. 00208. 70257. 32308. 00356. 50102. 45154. 42204. 31253. 60306. 10355. 20103. 40153. 87203. 30252. 75305. 05354. 28102. 70152. 94202. 90252. 58303. 37349. 58

a —徐变恒载；b —纵向变形图1

Fig．1

徐变恒载与龄期曲线The curve of the creep dead load and longitudinal deformation-age

3号试件纵向总号试件纵向总变形为0. 0365mm ，

随着膨胀剂体积掺量的增加，变形为0. 0398mm ，

试件总变形不断增大。2号试件的纵向变形是1号3号试件的纵向变形是1号试件的试件的120%，

131%，变形不断增大。可见，膨胀剂的添加对钢管混凝土的徐变产生了影响，并且能够断定膨胀剂体试件纵向变形越大，这主要是因为膨胀积掺量越大，

使得混凝土水化结晶产物量比普剂添加量的增多，

为控制各级恒载施加后试件处于弹性状态，方便后续试件的徐变模拟，进行了一组相同钢管混凝土试件7d 龄期的强度试验（不含膨胀剂添加剂），试验结果得出：普通钢管混凝土7d 龄期稳定承载

表3

Table 3

第一级

编号

各级恒载的损失及其占对应恒载的比例

The loss of the dead load and the proportion of corresponding dead lad

第二级

第三级

第四级

第五级

第六级

第七级

荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%1234678

2. 613. 691. 922. 821. 502. 233. 15

4. 7586. 9753. 8875. 2422. 8284. 1835. 883

3. 364. 852. 633. 312. 583. 444. 38

3. 2504. 7012. 5413. 0822. 5183. 3274. 265

4. 335. 223. 253. 023. 945. 106. 27

2. 8153. 3962. 1141. 9242. 5513. 3144. 100

6. 046. 364. 784. 014. 376. 387. 33

2. 8983. 0532. 2911. 9212. 1393. 1383. 613

6. 117. 154. 564. 624. 636. 757. 88

2. 3752. 7781. 7721. 7951. 8262. 6713. 120

6. 527. 895. 025. 303. 927. 2310. 5

2. 1322. 5921. 6381. 7211. 2812. 3703. 461

11. 0612. 0410. 197. 388．1012. 6817. 82

3. 0823. 3522. 8372. 0702. 2803. 5795. 098

——王海洋，钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐变影响的试验研究—等

通混凝土更大，这种流变塑性结晶物的硬化在混凝土早期不能迅速完成，引起了混凝土更大的时变，如施工徐变等。并且各膨胀剂掺量的试件变形发展趋变形曲线的斜率几乎相同。可以认为，膨胀势一致，

剂对钢管混凝土的徐变影响主要集中在徐变幅值上，而对于徐变率的影响却不大。

由图1b 中6号—8号试件数据曲线可以发现，徐变作用下，钢管再生混凝土由于徐变产生的纵向变形比较明显，膨胀剂掺量体积率10%的8号试件增大了的徐变纵向变形与5%的7号试件相比，252%，与不含膨胀剂的6号试件相比增大了502%；再生钢管混凝土试件徐变纵向变形的发展与膨胀剂的添加体积率呈正比关系。与普通钢管混凝土试件的影响作用相比，膨胀剂对钢管再生混凝土的纵向变形增大幅值更为显著。

从恒载施加时间间隔角度比较1号试件和4号由图1b 可以发现，在其他条件相同的情况下，试件，

恒载施加间隔对试件纵向变形的影响很大。4号试约为1号试件的件的纵向变形为0. 0072mm ，

23. 76%，变形幅值减小很大。这主要是因为混凝土的徐变对加载龄期极为敏感，龄期越小、徐变越大；另外，在恒载施加后的较短时间内，尤其是在荷载施加后的0 3d 内，徐变增长较高，之后缓慢地接近线性发展（应力水平不超过50%）。当恒载施加间各级恒载的作用更接近混凝土的低龄期，这隔较小，

时试件的徐变变形更大。2. 2

徐变后破坏试验

即350kN 恒载施加在第七级恒载施加结束后，

结束后，维持恒载状态3个加载周期（18d ）后再进行试件的破坏试验。试验前将恒载转移至中层钢板和下层钢板之间，释放上层钢板与中层钢板之间力传感器徐变过程中所承担的荷载，取下力传感器，进行徐变后试件破坏试验，研究各试件的极限承载力情况。破坏试验采用500t 万能压力试验机，各试件破坏试验变形－荷载曲线见图2，这里已考虑了各5号试件恒载转移后试件预先承受的荷载。其中，为无徐变作用的钢管混凝土试件对应的曲线。

取曲线上弹性阶段终了而塑性或强化阶段开始的特征点对应的试件所受荷载为构件的强度承载力极限，见表1。

通过与不含膨胀剂的普通钢管混凝土试件的比较可以发现，分阶段施工恒载情况下，不同膨胀剂掺量的试件徐变作用对钢管混凝土的极限承载力存在但并不大。膨胀剂的使用使得试件极一定的影响，

限承载力有一定的提高。相对于不含膨胀剂的1号46

Fig．2

a —普通钢管混凝土试件；b —钢管再生混凝土试件

图2

各试件变形－荷载曲线

The deformation-load curves of specimens

10%的提高，试件，随着膨胀剂体积率5%、极限承7. 9%；由于膨胀剂的提载力的提高分别为6. 1%、

其徐变作用的影响得到了弥补，甚至有了一高作用，定的提高。

对于再生钢管混凝土试件，相对于不含膨胀剂10%的提高，的9号试件，随着膨胀剂体积率5%、3. 6%。由于膨胀极限承载力的提高分别为0. 3%、

其徐变作用的影响得到了弥补，甚至剂的提高作用，

有了一定的提高。不过，极限承载力的提高幅度，并没有随着膨胀剂体积掺量的增大而呈比例地提高，这主要是因为，膨胀剂结晶产物填充了混凝土内部空隙，使结构更加致密，提高了套箍率，使结构强度有所提高，但是膨胀剂的结晶产物的强度较低，提高作用有限

［6］

。然而，膨胀剂对两种钢管混凝土的影

这主要是因为两种管内混凝土响作用却不尽相同，

更确切地说，是由于膨胀剂的结骨料的差异造成的，

晶产物对原有混凝土的缺陷弥补作用的差异造成的。普通混凝土的骨料强度比较大，骨料缺陷较少，而再生混凝土的骨料是由混凝土打碎筛选而成，含有大量的孔隙和裂纹，强度相对正常骨料要小很多，结晶物对该缺陷弥补不够充分。3

结

论

1）对于普通钢管混凝土和钢管再生混凝土，膨胀剂的使用可以弥补钢管混凝土中核心混凝土的收缩徐变造成的承载力损失，当膨胀剂较大时，提高作

（下转第66页）

工业建筑

2011年第41卷第6期

表5

Table 5

试件编号C1C2C3

不同工法下极限承载力的比较

且相差幅度较大。

幅度/%－9. 509. 800. 29

Comparison of ultimate bearing capacity

极限承载力/N

试验均值/N 6946. 16946. 16946. 1

相差值/N －659. 7679. 720

参考文献

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［3］木结构设计手册［M ］．3版．北京：中国建筑工业出版社，

2005．

［4］CECS 146ʒ 2003

碳纤维片材加固混凝土结构技术规程［S ］．

6286. 47625. 86926. 1

比偏低9. 73%，与此同时，试件C2的刚度与试验均值相比高13. 33%，试件C3的刚度与试验均值偏低3. 57%，C1的最大刚度明显在不同的工法下试件，试件C3。要低于试件C2、5

结

语

［5］岳清瑞．我国碳纤维加固修复技术研究应用现状和展望［J ］．

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2008，16（3）29－34. 究［J ］．土木工程学报，

［11］隋，赵鸿铁，薛建阳．刘义古建木结构榫卯连接特性的试验

2010，31（2）：35－39．研究［J ］．建筑结构学报，

1）不同的工法BFRP 加固榫卯节点的滞回曲线明显不同。

2）随着位移的增加，各试件的刚度明显下降。C3的刚度，试件C1的刚度要小于试件C2、随着位移的增加这一趋势不发生变化。

3）不同的工法的极限承载力和最大刚度不同，（上接第46页）

2）膨胀剂的使用对徐变作用引起的纵向变形影响较大。钢管混凝土的纵向变形随着膨胀剂体积掺量的增减而增减，表现为同向变化趋势。尤其是纵向变形随着膨胀剂体对于钢管再生混凝土试件，积掺量的增大呈比例地增大。

3）不同的恒载施加间隔对普通钢管混凝土的徐变影响很大。当恒载施加间隔增长1倍时，试验得出试件变形减少75%。因此，虽然钢管混凝土施但是实际工工中可以利用空钢管的早期支撑作用，

程中还是需要控制施工间隔，以免变形过大，造成钢管大幅度地提前进入塑性，影响构件的稳定承载力。

4）恒载施加间隔对普通钢管混凝土的极限承载力影响较小，与其对纵向变形的影响程度相比，基本可以忽略。

参考文献

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［14］杨有福．钢管再生混凝土构件力学性能和设计方法若干问题

2006，36（11）：1－5．的探讨［J ］．工业建筑，

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关键词：钢管混凝土；膨胀剂；徐变；多级加载；再生混凝土

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Zha Xiaoxiong 1

Huang Haochun 2

Wang Xiaodong 2

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2. China Construction 5th Engineering Bureau ，Dongguan 523000，China ）

Keywords ：CFST column ；the expansive agent ；creep ；multi-stage loading ；recyled aggregate concrete

目前，钢管混凝土在桥梁与建筑等结构工程中已有广泛的应用，相关研究也很深入

［1－6］

挠度明显增大，钢管混凝土柱的弹性模量急剧下降，而且脱粘宽度越大，下降幅度越大

［7］

，这主要得。

［6］

，由于混凝土材料的收缩徐变、

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1983年出生，第一作者：王海洋，男，博士研究生。

E －mail ：wangsea0510@126．com

收稿日期：2011－02－12

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各项力学性能低于普通混凝土。如果对膨胀混凝土加以限制，则它的各项性能都有所提高

［8］

试验加载机制

表1

试验参数

膨胀剂体积含量/%

[1**********]

333

，传统的

［9－10］

。在钢管内部浇筑自应力混凝土，不但可以

［11］

补偿混凝土的收缩徐变，同时也解决了自应力混凝土限制不足的缺点已有不少研究

。

虽然再生混凝土作为管内核心混凝土的使用，

［12－14］

，但在钢管再生混凝土应用中缺

少相关的研究。如：对钢管混凝土徐变研究的加载与实际工程构件受力情况不一致。主要是单次施加，

试

验试验设备

保证力传感器的检测恒载数据与试件受力情况一致。

试验恒载分级多次施加，为控制恒载施加的准确方便，试验选用电动扳手进行加载。

试件徐变期间的纵向变形采用千分表读取，变44

Table 1

编号123456789

代号PT －0%－3d PT －5%－3d PT －10%－3d PT －0%－6d PT －LQ －0%ZS －0%－3d ZS －5%－3d ZS －10%－3d ZS －LQ －0%

The parameters of the experiment

混凝土类型普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土再生混凝土再生混凝土再生混凝土再生混凝土

加载间隔/d 3336

强度承载力极限/kN 1409. 81495. 31520. 81430. [1**********]62. 71512. 11437

9号试件做非徐变试验，注：1其中5号、用于提供最终对比强

度；2采用ZY 膨胀剂。

354MPa ，弹性模量约为2. 82ˑ 10MPa ，泊松比为

0. 246 0. 297。混凝土的配备：水泥550kg /m 3，水

33204kg /m 3，砂子542kg /m ，石子1073kg /m ，水灰

比0. 38，砂率33%，砂的含水率1%，水泥富余系数1. 0，采用42. 5的水泥。混凝土立方体试件7d 龄期强度为40. 8MPa ，满足设计预期。根据钟善桐教授

［1］

提出的钢管混凝土承载力设计公式得到该试

件的设计承载力约为1100kN ，根据恒载加载设备最大恒载值为350kN ，约为30%，符合工程实能力，

际。实际加载制度见表2，恒载变化与龄期的关系曲线见图1a 。各级施加恒载前，记录试件的纵向变形，加载30min 后开始正常的手动数据记录，以便

工业建筑

2011年第41卷第6期

了解各次加载时钢管混凝土的刚度变化。

表2

Table 2

编号1234678

力为823kN 左右，钢管再生混凝土7d 龄期稳定承徐变试验部分各分阶段施加的载力为802kN 左右，

恒载实际加载数值

The actual value of the dead load

恒载总和为350kN ，约为7d 承载力的42. 53%和43. 64%，参考混凝土强度的发展，可以认为350kN 的总恒载施加结束后，试件处于弹性工作状态。22. 1

徐变试验研究及影响分析徐变试验

4个钢管混凝土试件除膨胀剂体积掺量不同外，构件尺寸、材料性能等基本一致，混凝土同一批次浇筑振捣。

1号—3号试件的纵向变形有一由图1b 可知，

2定的差异。1号试件纵向总变形为0. 0303mm ，

第一级第二级第三级第四级第五级第六级第七级54. 8552. 9049. 4053. 8053. 0553. 3153. 54

a —徐变恒载；b —纵向变形图1

Fig．1

徐变恒载与龄期曲线The curve of the creep dead load and longitudinal deformation-age

3号试件纵向总号试件纵向总变形为0. 0365mm ，

随着膨胀剂体积掺量的增加，变形为0. 0398mm ，

试件总变形不断增大。2号试件的纵向变形是1号3号试件的纵向变形是1号试件的试件的120%，

131%，变形不断增大。可见，膨胀剂的添加对钢管混凝土的徐变产生了影响，并且能够断定膨胀剂体试件纵向变形越大，这主要是因为膨胀积掺量越大，

使得混凝土水化结晶产物量比普剂添加量的增多，

表3

Table 3

第一级

编号

各级恒载的损失及其占对应恒载的比例

The loss of the dead load and the proportion of corresponding dead lad

第二级

第三级

第四级

第五级

第六级

第七级

荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%荷载/kN 比例/%1234678

2. 613. 691. 922. 821. 502. 233. 15

4. 7586. 9753. 8875. 2422. 8284. 1835. 883

3. 364. 852. 633. 312. 583. 444. 38

3. 2504. 7012. 5413. 0822. 5183. 3274. 265

4. 335. 223. 253. 023. 945. 106. 27

2. 8153. 3962. 1141. 9242. 5513. 3144. 100

6. 046. 364. 784. 014. 376. 387. 33

2. 8983. 0532. 2911. 9212. 1393. 1383. 613

6. 117. 154. 564. 624. 636. 757. 88

2. 3752. 7781. 7721. 7951. 8262. 6713. 120

6. 527. 895. 025. 303. 927. 2310. 5

2. 1322. 5921. 6381. 7211. 2812. 3703. 461

11. 0612. 0410. 197. 388．1012. 6817. 82

3. 0823. 3522. 8372. 0702. 2803. 5795. 098

——王海洋，钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐变影响的试验研究—等

剂对钢管混凝土的徐变影响主要集中在徐变幅值上，而对于徐变率的影响却不大。

从恒载施加时间间隔角度比较1号试件和4号由图1b 可以发现，在其他条件相同的情况下，试件，

恒载施加间隔对试件纵向变形的影响很大。4号试约为1号试件的件的纵向变形为0. 0072mm ，

时试件的徐变变形更大。2. 2

徐变后破坏试验

即350kN 恒载施加在第七级恒载施加结束后，

取曲线上弹性阶段终了而塑性或强化阶段开始的特征点对应的试件所受荷载为构件的强度承载力极限，见表1。

限承载力有一定的提高。相对于不含膨胀剂的1号46

Fig．2

a —普通钢管混凝土试件；b —钢管再生混凝土试件

图2

各试件变形－荷载曲线

The deformation-load curves of specimens

10%的提高，试件，随着膨胀剂体积率5%、极限承7. 9%；由于膨胀剂的提载力的提高分别为6. 1%、

其徐变作用的影响得到了弥补，甚至有了一高作用，定的提高。

对于再生钢管混凝土试件，相对于不含膨胀剂10%的提高，的9号试件，随着膨胀剂体积率5%、3. 6%。由于膨胀极限承载力的提高分别为0. 3%、

其徐变作用的影响得到了弥补，甚至剂的提高作用，

［6］

。然而，膨胀剂对两种钢管混凝土的影

这主要是因为两种管内混凝土响作用却不尽相同，

更确切地说，是由于膨胀剂的结骨料的差异造成的，

结

论

1）对于普通钢管混凝土和钢管再生混凝土，膨胀剂的使用可以弥补钢管混凝土中核心混凝土的收缩徐变造成的承载力损失，当膨胀剂较大时，提高作

（下转第66页）

工业建筑

2011年第41卷第6期

表5

Table 5

试件编号C1C2C3

不同工法下极限承载力的比较

且相差幅度较大。

幅度/%－9. 509. 800. 29

Comparison of ultimate bearing capacity

极限承载力/N

试验均值/N 6946. 16946. 16946. 1

相差值/N －659. 7679. 720

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［4］CECS 146ʒ 2003

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6286. 47625. 86926. 1

结

语

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［10］谢杏芳，赵鸿铁．中国古建筑木结构榫卯节点加固的试验研

2008，16（3）29－34. 究［J ］．土木工程学报，

［11］隋，赵鸿铁，薛建阳．刘义古建木结构榫卯连接特性的试验

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1）不同的工法BFRP 加固榫卯节点的滞回曲线明显不同。

2）随着位移的增加，各试件的刚度明显下降。C3的刚度，试件C1的刚度要小于试件C2、随着位移的增加这一趋势不发生变化。

3）不同的工法的极限承载力和最大刚度不同，（上接第46页）

程中还是需要控制施工间隔，以免变形过大，造成钢管大幅度地提前进入塑性，影响构件的稳定承载力。

4）恒载施加间隔对普通钢管混凝土的极限承载力影响较小，与其对纵向变形的影响程度相比，基本可以忽略。

参考文献

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工业建筑2011年第41卷第6期

钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐变影响的试验研究_王海洋

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