高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究.pdf

2 0 1 2 年 第 4 期 (总 第 2 7 0 期 ) Nu mb e r 4 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No ．2 7 0 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE 0RETI CAL I }SEARCH d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ~ ．i s s n ． 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ．2 0 1 2 ． 0 4 ． 0 0 5 高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究 刘健 ’ ，许金余 1 I 2 ，李志武 ’ ，白二雷 ，高志刚 ( 1 ． 空军工程大学 工程学院机场建筑工程系，陕西 西安 7 1 0 0 3 8 ； 2 ． 西北工业大学 力学与土木建筑学院，陕西 西安 7 1 0 0 7 2 ) 摘要： 采用咖 1 0 0 m m分离式霍普金森压杆( s p l i t H o p k i n s o n p r e s s u r e b a r ， 简称 s B ) 试验装置， 分别对常温和经历 2 0 0 、 4 0 0 、 6 0 0 、 8 0 0 ℃ 高温作用后的混凝土进行了冲击压缩试验， 分析了高温和应变率对混凝土动态压缩力学性能的影响， 并对其关系进行了拟合。 结果表明： 经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、 峰值应变以及比能量吸收都表现出较强的应变率效应。 高温对混凝土动态力学性能影响显 著 ， 4 0 0℃是混凝土各项力学指标发生转折的温度： 动态抗压强度、 比能量吸收在 4 0 0℃时回升至与常温接近， 在 4 0 0℃后又迅速下降； 峰 值应变在 4 0 0℃以后增加明显， 并随着应变率的提高而迅速增加。 混凝土经4 0 0 ℃以上高温作用后 ， 虽然强度损失严重， 但在冲击荷载作 用下， 尤其是在较高应变率下， 仍表现出良好的抗冲击韧性。 关键词： 混凝土；高温后；动态压缩力学性能；分离式霍普金森压杆( S H P B ) ；应变率效应；韧性 中图分类号 ： T U5 2 8 ． 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 4 — 0 0 1 1 - 0 4 Ex per i men t al s t udy on dy na m i c c om p r es s i v e mec ha ni c al pr ope r t i e s of c onc r e t e a f t e r h i gh t e mper a t ur e e x pos ur e LI UJ ／ a n ， XUJ i n- y u1 , 2 ， L I Zh i — wU ， BA dEr - l e i ， GA0Zh i - g a n g ( 1 ． T h e E n g i n e e ri n g I n s t i t u t e ， A i r F o r c e E n g i n e e ri n g U n i v e r s i t y ， X i ’ a n 7 1 0 0 3 8 ， C h i n a ； 2 ． De p a r t me n t o f Ci v i l E n g i n e e ri n g ， No r t h w e s t e m P o l y t e c h n i c a l Un i v e r s i t y ， X i ’a l l 7 1 0 0 7 2， C h i n a ) A b s t r a c t ： A 1 0 0 mi l l d i a me t e r s p l i t H o p k i n s o n p r e s s u r e b ar ( S HP B) a p p a r a t u s wa s a d o p t e d t o i n v e s t i g a t e th e b e h a v i o r o f c o n c r e t e a t r o o m t e mpe r a t u r e a nd a fte r e x p o s uret o 2 0 0， 4 0 0， 6 0 0 a n d 8 0 0℃ u nd e ri mp a c t c o mp r e s s ivel o a d i ng ．Th e e ffe c t s o fh i g ht e mpe r a t u r e a nd s t r a i n r a t e O i l d y n a mi c c o mpr e s s i v e m e c h a n i c s p r o p e r t i e s we r e an a l y z e d， an d th e r e l a t i o ns b e t we e n t h e m we r e fi t t e d．Re s u l t s s ho w th a t ， t he d y n am i c c o mp r e s s i v e s t r e n g t h ， p e a k s tr a i n and s p e c i fi c e n e r g y a b s o r p t i o n o f c o n c r e t e a t d i ffe r e n t t e mp e r a t u r e s h o w s t r o n g s t r a i n r a t e e ff e c t s ． T h e e ff e c t s o f h i gh t e mp e r a - t ur e o n d y nam i c me c h an i c a l p r o p e rti e s o fc o n c r e t e are s i g n i fi c ant ． Th e c ri t i c a l t e mp e r a t u r e wh e n the c h a ng e s a c q u i r e d r am a t i c c h ara c t e r i s 4 0 0℃ ： the d yn a mi c c o mp r e s s i ve s t r e n g t h an d s p e c i fic e n e r gy a bs o rpt i o n r i s e b a c k a t 4 0 0℃ ． an d t h e n dro p r a pi d l y a ft e r 4 0 0℃ ； p e ak s t r a i n o fc o n c r e t e i n c r e a s e s e v i d e n t ly a ft e r 4 0 0℃． and i n c r e a s e s r a p i d l y wi t h ri s e i n a v e r a g e s tr a i n r a t e a t the s am e t i me ． T h o u gh the l o s s i n s t r e n gth o f c o n c r e t e a ft e r e x — p o s uret othet e mp e r a t u r ea b o v e4 0 0℃ i s s e v e r e ， i t s t i l l s h o wsan i c ea n t i - i mp a c t t o u g h n e s su n d e ri mp a c t l o a d i n g， e s p e c i a l l ya t h i g h e r s t r a i nr a t e ． K e y wo r d s ： c o n c r e t e ； a ft e r e x p o s ure t o h i g h t e mp e r a t u r e ； d yna mi c c o mp r e s s i v e me c h a n i c a l p r o p e r t y ； s p l i t h o p k i n s o n p r e s s ure b ar( S H P B) ： s tra i n r a t e e ffe c t s ； t o u g h n e s s 0 引言 虽然混凝土本身不是可燃性材料 ， 但其在高温环境中将发 生一系列复杂的物理和化学变化， 导致其性能劣化而最终影响 到建筑结构的安全。 国内外围绕混凝土经高温作用后在微观组 成上的改变、 宏观力学性能的变化以及如何改善混凝土的高温 力学性能等方面做了大量的研究工作 ] 。 目前， 关于混凝土高 温力学性能的研究还多以静力研究为主， 动力研究较少 ， 而在 实际的建筑物火灾事故中， 由于建筑物部分构件在高温作用下 的坍塌撞击产生的连锁反应将对整个建筑物产生破坏， 进而影 响到人员营救和消防人员的安全。 另外， 在战争中， 对于过火后 的军事工程 ， 要评估其承受二次打击的能力 ， 则必须了解混凝 土高温后的冲击力学特性。 因此对于混凝土的高温后的动态力 学性能进行研究具有重要意义 。 混凝土本身是属于组分复杂又存在原始缺陷的复合材料， 收稿 日期 ：2 0 1 1 - 1 0 — 1 2 基金项 目：陕西省 自然科学基金 ( 2 0 1 0 J Q6 0 1 I ) 而高温作用将加剧混凝土的损伤 ， 因此为测试混凝土的力学性 能， 必须采用较大尺寸的试件。 本试验采用 目前国内直径最大的 ~ b l 0 0 mm的分离式霍普金森压杆( s p l i t Ho p k i n s o n p r e s s u r e b a r ， 简称 S HP B) 试验装置测试了常温和经历 2 0 0 、 4 0 0 、 6 0 0 、 8 0 0℃高 温作用后 的混凝土动态压缩力学性能。 1试 验 1 ． 1 原材料及 配合 比 水泥： P O 4 2 ． 5 R级水泥， 陕西耀县水泥厂生产 ； 粉煤灰 ： 韩城第二发电厂的I I 级粉煤灰； 硅灰： 霖源微硅灰有限公司生产。 骨料： 灞河中砂 ， 细度模数为 2 ． 8 ； 泾阳县石灰岩碎石( 5 ～ 1 0 n l l T l ， 1 5 ％； 1 0 ~ 2 0 mm， 8 5 ％) 。 外加剂 ： 广州建宝新型建材有限公司生 产的F D N高效减水剂。 基体强度设计为 C 5 0 ， 具体配合比如表 1 ， 测得 2 8 d标准 立方体平均抗压强度为 6 O ． 4 5 MP a ， 达到设计要求。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 C5 0配合 比 1 ． 2试件 制作 先将长度为 1 0 0 0I T I 1T I ， 直径为 1 0 0m r n的钢质圆柱体模具 刷油 ， 内垫厚度为 1 mm的聚酯薄膜以防止黏模具。 将新拌的混 凝土分两次浇筑到模具中， 采用插入式振捣棒振捣。 室内放置1 d 后拆模并放人养护室， 标准养护条件下( 温度( 2 0 ~ 2 )℃， 相对湿 度 9 5 ％以上) 养护 2 8 d后， 采用岩石切割机将长圆柱体试件切 割成厚度为 5 0 mm的试件， 之后用双端面磨石机打磨混凝土试 件的两个端面， 最终得到尺寸约为 9 8 mmx 4 8 ri M ／ 1 的圆柱体试件。 1 ． 3 试件加 热及 冷 却 一 次取 1 8 式 f 牛 放 ^ 箱式加热炉中， 升温速率为 l O℃／ mi I l ， 达到 目标温度后， 恒温 6 h ， 以使试件内外温度一致 ， 达到稳态 温度场嗍 。 加热完成后 ， 从炉内取出， 置于室外， 采用洒水冷却方式 ， 以模拟救火现场实际， 洒水时间为 3 0 mi n ， 洒水完成后， 转移至 室内， 静置 3 d 后进行 S [ - ] P B试验。 1 ． 4试 验原 理 S HP B试验技术是建立在两个基本假定上的， 即： ①杆中的一 维应力波假定； ②试件应力 ／ 应变沿长度均匀性假定。 由于本试验 采用的S H P B压杆直径较大， 且混凝土属于破坏应变极小的准脆 性材料， 因此传统的 S HP B技术难以获得可靠的应力一 应变关系。 相关研究p _ 司 表明， 波形整形技术不但可以过滤加载波中由于直接 撞击引起的高频分量， 减少波形在长距离传播中的弥散； 而且可以 使加载波变宽， 上升沿变缓 ， 从而延长加载时间， 有利于实现试件 中应力的均匀性， 同时也有利于实现近似叵应变率加载。 通过前期的 研究， 本试验采用厚度为 1 n a_ m， 直径分别为 2 O 、 2 2 、 2 5 、 2 7 、 3 0 mm 的H6 2黄铜波形整形器。 同时， 通过在试件以及压杆的接触端面 涂抹一层薄薄的润滑剂来尽量减弱端面摩擦效应。 在满足了 S H P B试验的两个假定后， 通过应变片得到的信 号数据 ， 经过处理 ， 可以计算出试件的应变率毒 ( t ) 、 平均应变 ( t ) 、 试件两端面应力的平均值 ( ) 。 本试验采用三波法对数 据进行处理 ， 具体公式如下： 暑 一 ) ( t ) c Ii (e ,- e ~- e ,)出 ( 1 ) ( f ) A E ( P 啦 t) 式中： C ——压杆的弹性波波速； E——压杆的弹性模量； A——压杆的截面积； z ——试件的长度； A 。 ——试件的截面积 ； —— 测得的入射波； —— 测得的反射波； B——测得 的透射波 。 2 试验结果与分析 2 ． 1 动 态抗压 强度 图 1 所示为经历不同温度作用后? 昆凝土的动态抗压强度 】 2 对 羔 、 强 粕 需 应 变率 ／ s 图 1 动态抗压强度与应变率的关系 与应变率之间的关系。 从图 1中可以看出， 动态抗压强度随着应 变率的增长而提高迅速。 高温对于混凝土动态抗压强度影响显 著， 4 0 0℃以前 ， 动态抗压强度下降不明显 ， 甚至在 4 0 0℃是有 所回升； 4 0 0℃以后 ， 混凝土动态抗压强度随着温度的增加而迅 速下降。 将两者进行线性拟合 ， 方程如下： d， ．6 4 2 7 k + 4 6 ．4 1 ( = O ． 9 5 0 7 3 ) d ， 2 0 o -- 0 ． 3 0 4 4 k + 5 6 ． 8 1 ( R = 0 ． 9 8 4 0 8 ) d， 0 ． 1 2 3 2 k + 8 2 ． 5 3 ( R = 0 ． 9 4 4 6 8 ) ( 2 ) 【 ，d 。 6 0 o = 0 ． 6 3 2 1 杏 一 1 3 ． 6 0 ( 尺 = 0 ． 9 3 3 6 0 ) d ． 8 0 ． 3 0 3 l k - 3 ． 9 5 ( R= 0 ． 9 5 2 3 5 ) 式中 ， ——动态抗压强度； 杏 ——应变率 ； R——决定系数。 从拟合方程的决定系数 R可以看出， 经历不同温度作用后 的混凝土动态抗压强度与应变率之间存在较好的线性关系。 从 拟合直线的斜率可以看出， 经历高温作用后的混凝土应变率增 强效应降低 ， 其中以 4 0 0℃最为明显。 2 ． 2 峰 值 应 变 图 2 所示为峰值应变与应变率的关系。 从图 2 中可以看出， 4 0 0℃以下的高温对混凝土峰值应变影响较小， 保持在 0 ． 0 0 7 左右， 并随着应变率的增加而稍有提高 ； 4 0 0℃以上的高温作用 将使混凝土峰值应变有较大幅度的提高， 并使峰值应变随着应 变率的增加而明显提高。 尤其是经 8 0 0℃高温作用后 的试件， 应变率在 5 7 ． 5 2 S 时， 峰值应变达到 0 ． 0 1 2 2 4 ， 当应变率提高到 1 7 2 ． 2 5 S 时， 峰值应变达到 0 ． 0 2 4 1 2 ， 增加非常明显。这主要是 因为4 0 0℃以上的高温将使混凝土发生结合水失去、 骨料分解 等物理 、 化学变化 ， 导致试件内部产生大量裂缝和孔洞 ， 从而变得 非常疏松。 将两者关系采用二次多项式拟合， 得到关系式如下 ： 8p ．n = = 2 ． 7 6 X 1 0 - v k 。 - 1 ． 8 8 ~ 1 0 k + 0 ． 0 0 6 6 0 ( R = 0 ． 9 8 7 6 5 ) p ， ： ~ -- 2 ． 1 l x l 0 - 7 k - 1 ． 8 1 x l 0 - S k + 0 ． 0 0 6 5 4 ( R = 0 ． 9 5 4 6 3 ) ，4 一6 ．3 7 x 1 0 ~ - 3 ． 2 3 x 1 0 - s k + 0 ． 0 0 4 6 3 ( R = 0 ． 9 5 7 2 2 ) ( 3 ) 8。 ．6 0 0 = 一 1 ．0 6 x t 0 - 7 k 2 + 6 ． 9 0 x l 0 ~ k + 0 ． 0 0 3 9 6 ( R = 0 ． 7 9 9 9 0 ) 80 8 ． 8 4 x 1 0 - T k - 1 ． 1 l x l 0 ~ k + 0 ．0 1 6 7 2 ( R = 0 ． 9 1 8 1 2 ) 式中： s 。 ——峰值应变。 2 ． 3比能量 吸收 由S H P B试验测得的数据可以计算出从开始到卸载过程 中压杆的入射能 、 反射能 和透射能 ， 忽略加载过程中 试件与压杆断面之间的摩擦力所消耗的能量， 可以得到试件在 整个过程中吸收的能量 ， 又称为比能量吸收( S p e c i fi c e n e r g y a b s o r p t i o n ) ， 计算公式研 为： ．一 T W L = W -一 ( R + ) J。 【 ( ) 2 -- ,~ r( ) 一 s t( ￡ ) 2】 ( 4 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 魍 鹫 应变 率 ／ s 图 2 峰值应变与应变率的关系 式中： ——试件完全破坏时刻 ， 其余参数与式( 1 ) 相同。 图 3 所示为比能量吸收与应变率的关系。 从图 3中可以看 出， 随着应变率的增加， 比能量吸收迅速提高； 高温对比能量吸 收影响显著： 2 0 0℃时， 比能量吸收下降较多； 4 0 0℃时， 与常温 接近 ； 4 0 0℃后 ， 比能量吸收随着温度增加而下降明显 ， 但随着 应变率的增加 ， 其提高幅度要明显大于 4 0 0℃以下温度作用的 试件。 以经历 6 0 0℃高温作用的混凝土为例 ， 在应变率 1 2 0 s 左右时， 比能量吸收与经历 2 0 0℃高温作用的混凝土相当。 将两 者关系拟合， 得到关系式如下： L． 一0 ． 0 5 9 4 k 2 + 2 2 ． 0 5 k 一 2 6 3 ． 7 4 ( R = 0 ． 9 8 6 7 6 ) L ． 2 0 d = 一 0 ．0 0 1 3 套 7 ． 5 0 k 一 1 4 ． 1 6 ( R = 0 ． 9 6 5 9 2 ) L ． 4 0 d = 一 O ． 1 0 0 2 杏 3 7 ． 0 5 k 一 1 2 8 9 ．4 5 ( R = 0 ． 9 9 5 2 7 ) ( 5 ) 1 VL ．~ o - - 0 ． 0 9 7 9 k 2 - 8 ． 6 3 k + 3 4 1 ． 1 4 ( R= 0 ．9 6 6 0 7 ) L ． 8 0 0 = 0 ． 0 7 7 5 k 一 9 ． 0 5 ~ + 3 9 2 ． 3 1 ( R= 0 ．9 6 1 8 5 ) 毯 删 避 丑 2 应变 率 ／ s 图 3比能量吸收与应变率的关系 拟合方程中， 常温、 2 0 0℃和 4 0 0℃曲线方程二次项系数为 负， 一次项系数为正 ， 而 6 0 0℃和 8 0 0℃曲线方程系数正好相 反。 说明常温和经历 4 0 0℃以下高温后的混凝土比能量吸收随 着应变率增长的同时 ， 增速在降低 ， 而 6 0 0℃以上高温后的混 凝土比能量吸收不仅随着应变率的提高而增加 ， 且增速也大幅 增加， 这点可以从图 3中拟合曲线走势可看出。 比能 量吸收可 用来表征 材料 的韧性 阴 ， 韧性是 指材料在 一 定荷载下所具有的变形能力， 是材料延性和强度的综合 ， 它不 仅与材料强度有关， 而且还与材料破坏时的应变量， 即峰值应 变有关。 从 图 3中可以看 出， 比能量吸收随着温度的变化趋 势与 动态抗压强度类似， 说明对混凝土而言， 强度对韧性的影响要 大于延性。 4 0 0℃以后， 混凝土韧性的下降幅度要小于抗压强度 的下降幅度 ， 且随着应变率的提高而增加明显 ， 这是因为在经 受 4 0 0℃以上的高温作用后混凝土峰值应变得到较大幅度的 提高 ， 同时也说明混凝土经 4 0 0℃以上的高温作用， 虽然强度 下降明显 ， 但是在冲击荷载作用下， 尤其是在较高应变率下 ， 能 表现出良好的韧性。 采用多元线性回归分析， 得到三者之间关系 的如式 ( 6 ) 。 I L ， ． -- 2 9 ． 6 ．d ． ． - 2 7 8 6 9 0 ． 1 6 6 p ， ． + 1 4 5 ． 9 1 ( R = 0 ． 8 5 2 8 4 ) l L ~ -- 2 5 ． 4 Id _2 0 0 — 3 7 2 2 5 ． 5 9 ，2 0 旷 _ 1 2 1 7 ．0 3 ( R = O ． 9 7 2 6 0 ) { k 4 o o -- 9 1 ． 3 ，d 4 o 旷 ． 6 4 3 3 1 ． 5 4 8 p ． r广 6 9 0 1 ． 3 2 ( R = 0 ． 9 1 1 7 4 )( 6 ) l W L ．~ o = 3 0 ． 8 ．d 旷 1 8 3 7 1 9 ． 3 4 8 ,, ． ． + 6 4 8 ． 3 6 ( R = 0 ． 9 9 3 5 3 ) l WE ， - 2 1 ． 2 8 0 。 + 2 1 0 8 8 ． 3 1 ．~ - 4 9 7 ． 7 3 ( R = 0 ． 9 3 9 5 2 ) 从决定系数 R来看 ， 线性程度较好。 另外 ， 值得提出的是 ， 混凝土动态压缩应力一 应变关系曲线的获得和比能量吸收的计 算都是从原始数据出发， 但两者的思路并不一样 ， 前者是通过 一 维应力波传播理论计算得到， 比能量吸收的获得则是从能量 的观点出发 ； 而从应力一 应变关系曲线中得到的动态抗压强度 、 峰值应变等力学指标又与比能量吸收存在关系， 即韧性与强度、 延性的关系。 换句话说 ， 动态抗压强度越高 、 峰值应变越大， 韧 性也就应该更好， 比能量吸收应该也就越大。 从上文的分析来看， 本试验得到的结果也正是如此， 也从另外一个角度说明了本试 验数据的可靠性。 2 ． 4高 温破 坏机 理 混凝土经高温作用后力学性能与常温状态差别巨大的原 因在于[ 1 , 8 - 1q ： 混凝土是由固、 液、 气三相组成的非均质材料， 高温 时混凝土内各组分发生了一系列复杂的物理和化学变化 ， 进而 影响到混凝 土的力 学性 能。 常温 ~ 2 o 0℃： 随着温度的升高， 一方面自由水的蒸发 ， 在 混凝土内部形成类似于蒸压养护 ， 有利于促进混凝土内部未水 化水泥熟料的水化， 对强度起到增长作用； 另一方面， 混凝土因 自由水的蒸发而形成裂缝和孔隙， 同时由于混凝土的热惰性使 得热量传递不均匀导致混凝土内外温差而产生温度应力将引 起裂缝的开展 ， 因此抗压强度在 2 0 0℃稍有下降。 2 0 0 - - 4 0 0℃： 混凝土内的水泥胶凝体失去结合水而收缩， 加强了胶体同骨料 间的咬合致使强度有所回升 ， 有时甚至超过混凝土在室温时的 原始强度， 这种回升一般在 4 0 0℃左右达到顶峰。 4 0 0 ～ 8 0 0℃： 粗骨料与水泥砂浆的温度变形差逐渐增大， 界面裂缝不断开展 和延伸， 同时 C a ( O H) 在 5 4 7℃开始分解生成 C a O， C a O在喷 水冷却后又将生成 c a ( O H) ： 而产生有害膨胀 ， 而石灰石骨料在 6 0 0℃以后也将开始分解， 因此强度在 4 0 0℃以后迅速下降。 另 外由于恒温时间长达 6 h ， 混凝土在不 同目标温度下的反应将 更加充分 ， 因此不同温度对混凝土的影响也将更加明显。 采用洒水冷却的方式一方面对混凝土造成热冲击而产生 裂缝； 另一方面由于水泥熟料在高温下不会反应 ， 试件内未水 化的水泥熟料遇水后发生水化反应 ， 新生成的大量水化物将有 利于强度的提高。 但随着温度的提高， 热冲击将造成更多的强 度损失 “ 2 ． 5 研 究展 望 针对混凝土高温后的动态压缩力学性能进行了研究 ， 如何 采用 S H P B试验装置研究混凝土在高温中的冲击加载特性 ， 将 是下一步研究的重点。 另外， 相关研究表明 ， 通过在混凝土中 掺加纤维 ， 可有效提高混凝土的抗冲击特性。 那么纤维的掺人 能否同时改善混凝土的耐高温和抗冲击特性 ， 也具有相当重要 的研究价值。 3结 论 ( 1 ) 经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、 比能量 吸收随着应变率的增长， 都有较大幅度的提高； 峰值应变在4 0 0℃ 以前， 随着应变率增长不明显， 4 0 0℃以后则迅速增加。 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( 2 ) 高温对混凝土动态力学性能影响显著。动态抗压强度、 比能量吸收在 2 0 0℃时有所下降， 4 0 0℃时回升至与常温接近， 4 0 0℃后下降明显。 峰值应变经 4 0 0℃以下的温度作用变化不 大， 在 4 0 0℃以后则有较大幅度的提高。 ( 3 ) 混凝土在经过 4 0 0℃以上的高温作用后 ， 虽然强度下 降明显， 但是在冲击荷载作用下， 尤其是在较高应变率下， 仍能 表现出良好的抗冲击韧性。 参考文献 ： [ 1 ]吕天启， 赵国藩， 林志伸 ， 等． 高温后静置混凝土的微观分析『 J 1 ． 建筑 材料学报， 2 0 0 3 ， 6 ( 2 ) ： 1 3 5 — 1 4 1 ． 【 2 】李丽娟， 谢伟峰， 刘峰， 等．高温作用后高强橡胶混凝土的性能研究埘． 建筑材料学报， 2 0 0 7 ， 1 0 ( 6 ) ： 6 9 2 — 6 9 8 ． [ 3 】HA R UN T， A HME T C ． T h e e f f e c t o f h i g h t e mp e r a t u r e o n c o m p r e s s i v e s t r e ng t h a nd s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n g t h o f s t r u c t u r a l l i g h t we i g h t c o n c r e t e c o n t mn i n g fl y a s h 【 J j． C o n s t ruc t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e ri al s ， 2 0 0 8 ， 2 2 ( 1 1 ) ： 2 2 6 9 - 2 2 7 5 ． 【 4 ] 阎慧群． 高温( 火灾) 作用后混凝土材料力学性能研究[ D ] ． 四川 ： 四川 大学， 2 0 0 4 ． [ 5 】N E MA T N S ， I S A A C S J B， S T A R R E T T J E ．Ho p k i n s o n t e c h n i q u e s f o r d y — n a mi c r e c o v e r y e x p e ri me n t s [C ] ．P r o c e e d i n g s o f t h e R o y a l S o c i e t y o f L o n 一 上接第 1 0页 表 4曲线筋 P =- 4 0 k N不 同偏心距对频率的影响 表 5曲线筋 ／ ： =- 4 0 k N不同锚 固端倾角对频率 的影响 4结 论 通过以上分析， 可以得出以下结论： ( 1 ) 对比三种线型钢筋对频率的影响， 直线筋影响最小。 曲 线筋和折线筋对频率的影响 ， 总体上看， 两种钢筋的影响趋势 相同， 折线筋对频率的影响略微大于曲线筋。 ( 2 ) 综合各种因素对频率影响的阶次上来看 ， 对低频率影 响较大 ， 对高频率影响较小。 频率增大与否取决于等效预应力引 起的刚度矩阵[ ] 、 恒载引起的刚度矩阵[ 】 e 和几何刚度矩阵 g ] 构成的总刚行列式值的大小： 当( [ ] + [ 】 ) 的总刚行列式的 值大于 总刚行列式的值 ， 频率增大， 否则减小。 ( 3 ) 预应力筋锚固端钢筋的倾角影响刚度矩阵变化 ， 倾角 越大， 几何刚度矩阵形成的行列式越小， 结构整体刚度变大。 ( 4 ) 必须指出， 以上分析基于各项同性材料假定 ， 但对于混 凝土结构、 材料的非均匀和各项异性结构对刚度的影响十分显 著， 因此 ， 对计算得到的频率必须进行一定的修正 ， 这样才能 反应结构真实的动力特性。 ( 5 ) 本次分析没有考虑预应筋和混凝土之间的粘结效应影 响， 故分析仅适用体外预应力和无粘结预应力结构。对于有粘 结预应力结构 ， 尚需考虑粘结效应影响。 参考文献 ： ⋯ 1北京视敏达雷达有限公司． 中国新一代多普勒天气雷达 C I N R A D 一 1 4 d o n ， 1 9 9 1 ， 4 3 5 ( A ) ： 3 7 1 — 3 9 1 ． 【 6 ] 李为民， 许金余． 大直径分离式霍普金森压杆试验中的波形整形技 术研究 兵工学报， 2 0 0 9 ， 3 0 ( 3 ) ： 3 5 0 — 3 5 5 ． [ 7 】李为民， 许金余， 翟毅 ， 等． 中 击荷载作用下碳纤维混凝土的力学性 能[ J ] ．土木工程学报， 2 0 0 9 ， 4 2 ( 2 ) ： 2 4 — 3 0 ． 【 8 ]K HO U R Y G A ~f f e c t o f fi r e o n c o n c r e t e a n d c o n c r e t e s t r u c t u r e s [ J ] ．E n g i — n e e ri n g Ma t e ri a l ， 2 0 0 0 ( 2 ) ： 4 2 9 — 4 4 7 ． [ 9 ]A R I O Z O ． E f f e c t s o f e l e v a t e d t e mp e r a t u r e s o n p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e [ J ] ． F i r e S a f e t y J o u rna l ， 2 0 0 7 ． [ 1 O ] 马保国， 穆松 ， 高英力， 等． 瞬时高温混凝土性能的测试方法【 J J ． 硅酸 盐学报， 2 0 0 8 ， 3 1 ( s 1 ) ： 1 6 0 — 1 6 4 ． 【 1 1 ] N a s s i f A Y．P o s t fi ri n g s t r e s s - s t r a i n h y s t e r e s i s o f c o n c r e t e s u b j e c t e d．t o v a r i o u s h e a t i n g and c o o l i n g r e g i me s [ J ] ． F i r e a n d Ma t e rial s ， 2 0 0 2( 2 6 ) ： 1 03 —1 0 9 ． [ 1 2 】 李为民， 许金余． 玄武岩纤维对混凝土的增强和增韧效应[ J 】 ．硅酸盐 学报， 2 0 0 8 ， 3 6 ( 4 ) ： 4 7 6 — 4 8 1 ． 作者简介 ： 联 系地 址 ： 联系电话 ： 刘腱( 1 9 7 6 一 ) ， 男， 博士研究生。 陕西省西安市空军工程大学工程学院机场建筑工程系 ( 7 1 0 0 3 8 ) l 3 5 71 8 7 3 6 8 7 WS R 一 9 8 D站址选择和架设要求[ z ] ． [ 2 ]2 吴泽玉 ， 王东炜， 王复明， 等． 雷达塔频率控制和地震反应分析[ J ] ． 四 川建筑科学研究， 2 0 1 1 ， 3 7 ( 4 ) ： 1 6 0 — 1 6 2 ． [ 3 】 J T G D 6 0 - - 2 0 0 4 ， 公路桥涵设计通用规范[ s 】 ． 北京： 人民交通出版社， 2 O o 4． [ 4 ] 熊学玉 ， 王寿生． 体外预应力混凝土梁刚度和裂缝计算研究[ J 】 ． 建筑 结构， 2 0 0 6 ( 1 1 ) ： 8 6 - 8 7 ． 【 5 ]熊学玉， 王寿生． 体外预应力梁振动特性的分析与研究【 J J ． 地震工程 与工程振动， 2 0 0 5 ， 2 5 ( 2 ) ： 5 5 — 6 1 ． [ 6 ]熊学玉， 沈小东． 基于动力刚度法的体外预应力梁自振频率分析『 J 1 ． 振动与； 中 击， 2 0 1 0 ， 2 9 ( 1 1 ) ： 1 8 0 — 1 8 2 ． [ 7 】 刘宏伟， 张伟， 庄惠平． 预应力对梁的动力影响分析[ J J ． 黑龙江科技学 院学报 ， 2 0 0 2 ， 1 2 ( 3 ) ： 3 7 — 3 9 ． [ 8 】 赵；中 久， 王小明， 徐满意． 预应力混凝土梁实际刚度的测试及分析『 J ] ． 水道港口， 2 0 0 7 ， 2 8 ( 1 ) ： 4 4 — 4 7 ． [ 9 】MI Y AMO T O A ． B e h a v i o r o f p r e s t r e s s e d b e a m s t r e n gth e n e d w i t h e x t e r — n al t e n d o n s [ J ] ．2 0 0 0 ， 1 2 6 ( 9 ) ： 1 0 0 0 — 1 0 4 4 ． [ 1 O ] 江见鲸． 混凝土工程学【 M 】 ． 北京 ： 中国建筑工业出版社， 1 9 9 8 ： 4 5 1 — 45 2 ． [ 1 l 】 严镇军．数学物理方程[ M ] ． 合肥 ： 中国科技大学出版社， 1 9 9 6 ： 6 7 — 7 7 ． 【 1 2 ] T A K AB A T A K E H． E f f e c t s o f d e a d l o a d s o n n a t u r al ~ e q u e n e i e s o f b e a m s [ J ] ． S t ruc t u r al E n g i n e e ri n g ， 1 9