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

早在1959年,Day等人就對英國四個廠家生產(chǎn)的預應(yīng)力鋼絲進行了高溫下蠕變試驗,得出了一些有益結(jié)論;美國后張預應(yīng)力混凝土學會在試驗基礎(chǔ)上給出了高強合金鋼筋、熱軋鋼筋和預應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的極限強度和彈性模量在高溫下的退化規(guī)律;清華大學對我國Ⅰ~Ⅴ級鋼筋進行了較系統(tǒng)的高溫下拉伸試驗,得出了相關(guān)力學指標在高溫下的退化規(guī)律,建立了Ⅰ~Ⅴ級鋼筋高溫下應(yīng)力-應(yīng)變曲線方程;東南大學對1570級、1670級預應(yīng)力鋼絲及1860級預應(yīng)力鋼絞線進行了高溫下或高溫后的拉伸試驗,得到了高溫下或高溫后鋼絲及鋼絞線的極限強度、條件屈服強度和彈性模量的變化規(guī)律;鑒于預應(yīng)力鋼絲高溫下及高溫后的力學性能是開展預應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計及進行火災(zāi)后預應(yīng)力結(jié)構(gòu)損傷評估與修復的重要依據(jù),對16個1770級P5低松弛預應(yīng)力鋼絲試件進行了高溫下拉伸試驗,14個鋼絲試件進行了高溫后拉伸試驗。試驗表明,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,鋼絲的強度、彈性模量等力學指標不斷退化;對于高溫后鋼絲,溫度歷程低于300℃時,鋼絲力學性能變化不明顯;高于300℃時,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,鋼絲各項力學指標逐漸退化。

應(yīng)用粘彈性力學理論,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,得到了預應(yīng)力鋼絲各項力學指標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。為開展預應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火性能分析及火災(zāi)后損傷評估提供了基礎(chǔ)性素材。