植筋理论和混凝土加固规范

植筋理论和混凝土加固规范 破坏模式不同 受力机理不同 植筋技术锚栓与植筋的区别 对原有结构的影响不同 植筋理论 破坏模式钢材破坏拔出破坏劈裂破坏计算公式采用了以试验研究数据和工程经验为依据 以分项系数为表达形式的极限状态设计方法 fbd由试验得到 为劈裂破坏和粘结破坏的最小值 欧洲植筋规范内容共分为五个方面 一般规定认证方法评估和鉴定植筋适用性植筋设计认证报告内容 一 一般规定在这一部分 着重强调了植筋和预埋钢筋一样 也必须遵照EC2 欧洲混凝土设计规范 的规定 植筋所采用的钢筋为变形钢筋 混凝土基材的强度适用范围在C12 15 C50 60之间 二 在表中给出了所要求的认证试验内容 判断粘结剂质量好坏的依据 粘结剂粘结强度均匀度粘结剂耐久性长期及短期环境温度影响下粘结剂性能 包括冻融试验 地震下开裂混凝土植筋低周反复拉伸及剪切荷载作用性能 注 以上试验要求均包含在 混凝土加固规范 的附录中 1 混凝土试件 每种胶类 C25混凝土试件尺寸280 x300 x600mm 3组 2 两根内侧钢筋相同埋深的各点 在整个过程中应具有相同的平均应力变化趋势 作图分析 横坐标为钢筋植入段某点和试件表面的距离mm 纵坐标为钢筋内该点应力值N mm2 应力差应在10 之内 三组试验破坏极值差值也应在10 之内 粘结剂粘结强度均匀度 力的传递很均匀地沿钢筋埋深分布 2 粘结剂耐久性 通过切片实验验证植筋胶耐久程度和其对外界暴露环境的敏感程度 1 混凝土试件 每种胶类至少4个 混凝土等级C25 试件立方体边长 150mm 高 300mm 2 在每个干燥试件的中轴线位置植入直径12mm钢筋 其钻孔直径由供应商提供 钻孔深度280mm 在供应商提供的凝胶受力时间之后 用钻石锯将试件切成30mm厚的切片 切片数量至少30个 10个切片做外界暴露环境试验 10个切片做常温对比试验 3 带有植筋的切片置于碱性溶液和硫磺环境中 对比试验的切片保存在常温下 干燥 21C 3C 相对湿度50 5 2000小时 切片试验 植筋胶在外界暴露环境 酸碱环境 的粘结力不低于常温对比试验的粘结力 3 长期及短期环境温度影响下粘结剂性能 植筋胶的粘结作用 抵抗持续荷载能力 有适当的安全系数和限定的位移 不应受混凝土环境温度 以下范围 的影响而下降 短期环境温度试验用于验证植筋胶在昼夜温差和冻融循环环境中的性能 长期环境温度试验用于验证植筋胶在冷藏区或高热环境下安装时的性能 本项试验的变异系数应 15 试验结果不应低于正常环境温度下的试验指标 温度范围在 40C 40C之间 短期环境高温极值 40C 长期 24C 温度范围在 40C 80C之间 短期环境高温极值 80C 长期 50C 施加恒定拉力荷载 力值取钢筋设计屈服强度的40 加载周期180天 若位移变化量收敛较快 短时间内趋近于零 可视情况缩短至最少90天 在上述周期内位移变化量应收敛且趋近于零 冻融试验 循环次数为50次 图G2 4模拟地震拉力反复荷载性能试验的载荷幅度 反复次数 试验波形与频率图 4 地震下开裂混凝土植筋低周反复拉伸及剪切荷载作用性能 零到最大拉力NS 0 50NrRk 循环10次 1 零到平均拉力Ni 0 50 NS Nm 循环30次 2 零到最小拉力Nm 0 25NrRk 循环100次 3 混凝土加固规范 2004 第14章植筋 植筋的主要理论基础 新植筋理论并对锚固胶的耐久性能等提出的很高的要求 植筋设计 采用下列极限状态设计表达式 锚固受拉承载力设计规定 1 钢材破坏 NSd1 NRd s 2 植筋拔出破坏 胶混破坏 NSd2 NRd pc 3 混凝土劈裂破坏 NSd3 NRd sp 4 3 1 2 c Ktr db 6 5 4 3 1 2 6 5 ACI劈裂破坏曲线 ACI318给出的粘结应力的范围 s Cy cx 混凝土基材劈裂破坏 fcu 25N mm2 ACI318 7 粘结应力 边矩 间距影响 植筋的基本锚固深度 仅限发生钢筋钢材破坏 避免拔出或劈裂破坏 14 2 2 式中 钢筋形状系数 带肋钢筋为1 4 P 后植钢筋考虑钢筋大小对劈裂的影响 混凝土保护层厚度以及箍筋的影响参数 从安全考虑可取1 0 为避免拔出破坏应大于1 62 ft fbd 图14 2 2 间距 保护层尺寸 抗震设计 根据 钢筋混凝土设计规范 11 1 7规定 一 二级抗震等级 laE 1 15la三级抗震等级 laE 1 05la四级抗震等级 laE la 在混凝土保护层较小情况下的拔出测试 从图中试验结果说明预埋钢筋和后置式钢筋的平均劈裂粘结应力的试验结果与修正的ACI318理论的计算结果符合非常好 在有箍筋情况下的拔出破坏 B产品的试验结果与设计理论对应的很好 而A产品的试验结果却大大低于所期望的数值 其原因主要是A产品对于为了考量箍筋作用所产生的微裂缝过于敏感 因此 除非锚固胶具有相应的预认证 否则不能考虑箍筋的有利影响 清华大学植筋抗震试验 表 产品A 极限承载力 表 产品A 位移延性比 表 产品A 耗能能力 产品B极限承载力 产品B位移延性比 15d 产品B 耗能能力 结论植筋混凝土柱子水平往复荷载作用下表现出很好的延性和耗能能力 2 结构胶植筋混凝土柱当锚固长度达到15d时 在破坏形态 极限承载力 延性和耗能能力上与非植筋柱十分近似 3 按要求植筋15d 20d的情况下 所有试件均为延性破坏 没有出现植筋从地梁中拔出的现象 锚固良好 综述 1 新植筋理论充分重视混凝土的劈裂和钢筋锚固胶的粘结力的影响 更加全面地指出各种可能的破坏模式 具有更高的安全度 2 由于植筋的