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植筋理论和混凝土加固规范破坏模式不同受力机理不同1. 植筋技术 锚栓与植筋的区别lv对原有结构的影响不同 lvls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 C 12/15 C 50/60之间 (二)、在表中给出了所要求的认证试验内容:试验项 目混凝土强度钢筋 尺寸 埋深最少试验数量指数试验步骤1粘结强度C20/2512mm10ds5见3.3.2见2.225mm10ds5dmax10ds52粘结强度C50/60dmax7ds5见3.3.2见2.33干燥混凝土基材上的安装安全性C20/25dmax10ds5 0.82.44潮湿混凝土基材上的安装安全性C20/25dmax10ds5 0.752.55持续荷载作用C20/2512mm10ds5 0.92.66冻融试验C50/6012mm7ds5 0.92.77恰当的注胶试验C20/25dmax10ds5 0.92.88以最大埋深安装C20/25dmaxMax lv5见3.2.32.99正确的注胶DmaxMax lv5见3.2.42.1010耐久性C20/2512mm10ds310见3.2.52.11判断粘结剂质量好坏的依据1. 粘结剂粘结强度均匀度2. 粘结剂耐久性 3. 长期及短期环境温度影响下粘结剂性能 (包括冻 融试验)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 注:以上试验要求均包含在混凝土加固规范的附录中40 40 120 40 40300后锚固钢筋预埋钢筋1. 混凝土试件:每种胶类,C25混凝土试 件尺寸280x300x600mm,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。1. 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+21C3C,相对湿度505%)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 2.5c - 边距或保护层 厚度(mm)。取混凝土保护层 厚度 cy、边距 cx 、或间距s一半的最小值。见图 14.2.2 Ktr 箍筋系数。 Ktr =Atr*fyt /(10str*n)with:Atr箍筋间距为s且箍筋横穿劈裂断面的所有箍筋的横截面面积之和 mm2 fyt箍筋的屈服强度 N/mm2 str在锚固长度范围内箍筋的最大间距 mmn沿劈裂平面内的箍筋数目。 粘结剂 的强度主要取决于粘结剂 的特性: 粘结剂 的粘结强度特征值 应由试验 得到,取拔出和劈裂破坏的最小值, 并应得到临界边、间距,见附录1。-干燥和粗糙孔壁: - 潮湿和光滑孔壁:部分安全系数包括混凝土安全系数 =1.4,和安装附加系数:=1.0=1.3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 同时我们也进行了不同箍筋 数量下的拔出试验。并根据 美国ACI318规范计算出了的数值。图6中给出试验结 果与我们提出设计理论的对 比 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)极限承载力试件编号Hmax+ (kN)Hmax- (kN)Hmaxavg (kN)15d128.60120.81124.70 20d139.03120.98130.01表 (产品A)位移延性比试件编号Dy+(mm )Du+(mm)Dy-(mm)Du-(mm)延性比m15d8.67133.983-8.570-41.5444.383 20d9.21635.895-9.800-39.1303.944表 (产品A)耗能能力 试件编号滞回环总面积 (kNmm) 15d32757.81产品B极限承载力产品B位移延性比试件编号Hmax+ (kN)Hmax- (kN)Hmaxavg (kN) 15d126.66139.10132.88 20d126.50126.24126.37试件编号Dy+(mm )Du+(mm)Dy-(mm)Du-(mm)延性比m15d7.21437.732-9.022-37.5634.697 20d8.76440.525-10.194-37.8134.16715d(产品B)耗能能力试件编号滞回环总面积 (kNmm) 15d34905.13结论1. 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、由于植筋的锚固性能和搭接等都取决于锚固胶的特性,因此 ,我们建议只有专门测试合格的锚固胶才适用于本理论。3、要充分考虑原有结构的箍筋、混凝土保护层厚度以及后植钢 筋的间距。混凝土基材按照开裂混凝土考虑。4、若有钢筋搭接,要考虑高粘结强度锚固胶的粘结应力降低程 度。
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