新旧混凝土结合面剪切强度参数分析和计算研究

新旧混凝土结合面的抗剪强度是装配式混凝土结构和混凝土结构加固等领域重点关注的问题.基于搜集、整理的新旧混凝土结合面(以下简称结合面)的剪切试验数据库(含439个试件),对GB 50010―2010、ACI 318―19、Eurocode 2、PCI7th四个规范所给结合面抗剪建议计算式进行对比分析.结果表明:在各参数的影响下,ACI结果的保证率表现最好,而Eurocode 2计算强度的拟合效果最好;在结合面宽度达到300~400 mm时,GB 50010―2010的表现最好,但安全富余均较低,相对误差最大达到9倍.对数据库进行参数分析,发现结合面剪切强度τ_(exp)存在尺寸效应,与结合面的沿剪切方向尺寸关联较大;且τ_(exp)与夹紧力ρfy有较好的相关性.基于分析结果,根据叠加计算理论,对计算式提出建议和修正:分析引入尺寸效应系数β;同时修正了摩擦系数μ;应用了数据库拟合的销栓力分段函数,极大值为6.6 MPa.经对比验算证明,修正计算式在有无插筋及各种粗糙度情况下的误差最小,拟合效果最好,可为工程应用提供参考.

新旧混凝土界面双面直剪性能尺寸效应试验研究

以界面处理方式、横向约束形式、混凝土强度、界面尺寸为变量,开展了8组50个新旧混凝土界面试件双面直剪试验研究,得到界面受剪破坏形态和抗剪强度-滑移曲线,分析界面抗剪强度的尺寸效应规律,拟合得到新旧混凝土双面直剪试件极限应力尺寸效应的换算系数,建立受剪承载力计算表达式。结果表明:在剪力作用方向上,新旧混凝土界面受剪极限应力存在明显的随界面高度增加而降低的尺寸效应现象;开裂应力、裂通应力以及滑移的尺寸效应不明显;施加横向约束可提升界面裂通应力和极限应力;施加预压应力可显著提升试件的裂通应力,并有效限制试件的极限滑移。无横向约束条件下,凿毛形式对极限应力影响显著,相比整浇混凝土试件,机械凿毛的同强度新旧混凝土双面直剪极限应力减少至整浇试件的0.22以下,而人工凿毛试件的折减系数在0.34~0.37之间。有横向约束条件下,同凿毛粗糙界面相比,规则齿槽试件的开裂应力、裂通应力以及滑移表现优势突出;约束下强度折减系数提高到无约束同等条件试件的2~2.5倍以上,最大可达到整浇试件强度的0.97倍。新旧混凝土强度提高可增加试件裂通应力和极限应力,但提升幅度有限。

新旧混凝土梁柱节点施工技术探析

文中结合某建筑项目实例,分析了新旧混凝土梁柱节点施工技术,并对工程进行变形监测,验证其应用效果。变形监测数据表明,所有条件下的裂缝和滑移量最大值均满足设计要求,该设计方案实用可靠。

新旧混凝土桥接缝抗弯破坏机理研究

桥梁新旧混凝土的拼接是高速公路扩建工程的关键环节。有效的新旧混凝土桥梁拼接在一定程度上能够显著提升桥梁的承载能力,并延长其使用寿命。因此,研究新旧混凝土桥梁节点的弯曲破坏机理对实现新旧混凝土的拼接具有重要意义。

基于桥梁改造的新旧混凝土结构植筋加固粘接技术研究

随着桥梁承受荷载的增加与老化程度的加深,一些桥梁已成危桥,其使用安全性得不到保障,因此对其进行加固与改造是非常必要的。植筋技术是一种在混凝土结构中植入钢筋进行粘接加固的桥梁改造技术,在实际加固工程中较受欢迎。阐述了旧危桥梁新旧混凝土结构加固设计的基本要求与方法,植筋技术原理与加固步骤,探究了新旧混凝土结构植筋技术加固实践,并对该技术应用下新旧混凝土结合面的抗剪强度进行实验设计与测试,提出旧危桥梁加固改造措施和建议。

界面剂对新旧混凝土界面粘结性能影响的试验研究

为研究界面剂对新旧混凝土界面粘结强度的影响及其粘结机理,进行未涂刷界面剂与涂刷水泥净浆、掺10%粉煤灰水泥浆、掺10%U型膨胀剂水泥浆、掺10%丁苯乳液水泥浆等5组Z形试件的直剪试验,测定各试件新旧混凝土界面的剪切强度;同时,采用显微硬度仪与扫描电子显微镜,分析界面过渡区的显微硬度值分布规律、微观结构形貌以及水化产物种类与分布特征.试验结果表明,新旧混凝土界面为薄弱区域,涂刷合适的界面剂可优化孔结构,改善界面密实度,增大新旧混凝土在微观层面上的机械咬合作用.此外,常用的4种界面剂中,水泥净浆和掺U型膨胀剂水泥浆的性价比相对较高.

新旧混凝土结合面粘结强度计算方法研究

对不同界面处理方法的新旧混凝土组合体试件,进行了抗剪承载力的试验研究。在试验结果的基础上,结合理论分析,给出了新旧混凝土结合面粘结力的计算方法。

不同界面剂对新旧混凝土粘结强度影响的试验研究

增强新旧混凝土粘结强度的有效途径之一是使用界面剂,而目前对各种界面剂的粘结强度缺乏统一的评价标准,因此本文采用抗剪和抗拉试件对不同种类的界面剂和特种混凝土的粘结强度进行了试验研究。主要以抗剪粘结强度和抗拉粘结强度的相对值为评价指标,再综合考虑界面剂的性能、成本、材料的可获得性,推荐使用几种界面剂,为实际工程的应用提供参考。

高温后新旧混凝土粘结的剪切性能研究

对先粘结后高温与先高温后粘结两种类型的129块Z形新旧混凝土粘结试件进行了直剪试验,主要考察了温度(常温到900℃)、冷却方式、界面粗糙度和界面剂对粘结面剪切性能的影响。在此基础上,得到了粘结面的剪切滑移曲线,给出了相应的统一计算公式,并建立了先高温后粘结类型的神经网络预测模型,较为系统地对高温后新旧混凝土粘结面的剪切性能进行了研究,以供工程参考。

新旧混凝土植筋结合面剪切性能试验对比

通过对加固工程中常用的膨胀水泥粘结植筋、环氧树脂粘结植筋和预埋钢筋三种不同植筋方式新旧混凝土植筋粘结试件剪切性能的试验,得出不同植筋率和不同植筋粘结剂对结合面抗剪能力的影响规律,并对不同植筋方式的效果进行比较分析。

新旧混凝土结合面成为受力薄弱环节原因初探

修补后新旧混凝土能否很好地共同工作取决于新旧混凝土界面粘结性能。对于新旧混凝土粘结问题的根本解决需要从混凝土材料微观结构的角度阐明其粘结机理 ,建立微观结构的分析和宏观力学性能之间的联系。本文试图从理论上分析薄弱界面的成因 ,以寻求解决问题的途径 ,用于指导工程实践操作。

大轴力桩基托换中新旧混凝土结合面抗剪性能试验分析

桩基托换的关键在于新旧混凝土结合面的连接方法和可靠性能。本文结合某城市地铁隧道穿越高架桥桩基主动托换工程,提出了一种新型连接方式:凿毛+钻孔植筋(植筋胶)+建筑胶喷面的连接形式。设计制作了3个试件,结合面每30cm×30cm范围内植入一根钢筋,部分试件梁部箍筋加强,进行了重复静力加载试验。试验分析表明:此连接方式具有较高的抗剪承载力,最大可达9.208×103 kN/m2;提高新浇筑梁的箍筋配筋率对提高界面抗剪承载力有较大作用;植筋在新旧结合面抗剪能力中起到了主要作用;新旧混凝土交界面上植筋所受的力较大,植筋两端受力较小;此连接形式在大轴力桩基托换中使用是安全可靠的。

桥梁加固中沟槽植筋新旧混凝土界面抗剪性能试验研究

本文针对沟槽植筋新旧混凝土界面抗剪性能进行试验研究。该界面处理方式已在佛开高速多座旧桥加固中采用。以界面处理方式、沟槽尺寸、配筋率作为试验参数,研究了该界面的开裂荷载、抗剪承载力、剪切滑移、剪胀、破坏形态。试验结果表明试件抗剪承载力随沟槽宽度、植筋率的增加而增加,设置沟槽的试件抗剪能力相比凿毛粗糙处理有所提高,试件的延性随植筋率的增加而增加。通过与美国ACI、AASHTO LRFD规范中植筋新旧混凝土界面抗剪承载力公式计算值的对比,认为美国ACI规范可以用于计算沟槽植筋新旧混凝土界面抗剪承载力,并给出了建议取值摩擦系数μ=1.0。

新旧混凝土结合面抗剪性能现场试验研究

以某实际工程为背景,通过与整浇混凝土试件进行比较,对凿毛、开槽、植筋三种不同结合面处理方法的新旧混凝土粘结试件进行了结合面抗剪性能的现场试验研究。描述了试验过程和现象。分析了各种结合面处理方法下新旧混凝土之间的结合程度,提出了切槽和植筋对结合面抗剪强度提高的经验公式。最后,对如何保证新旧混凝土结合面的抗剪强度提出的意见,可供工程实践参考。

不同粗糙度的新旧混凝土界面黏结质量的超声试验研究

针对新旧混凝土界面的工程处理方法,利用现场实际材料,对经过不同粗糙度处理的新旧混凝土黏结试样进行了超声波速和劈裂试验研究。结果表明,粗糙度不同的黏结试样的波速和劈裂抗拉强度是不同的,这为现场工人对黏结界面的粗糙处理工艺提出了要求,也为新旧混凝土界面的超声检测提供了依据。

考虑闭合筋的新旧混凝土界面抗剪试验及仿真分析

预制结构与现浇部分形成的新旧混凝土界面的抗剪性能对结构安全至关重要。为了准确分析界面各分项剪力及应力状态,采用ABAQUS软件建立了三维非线性有限元模型。考虑新旧混凝土界面的黏结滑移,并基于剪切-摩擦抗剪机理,采用内聚力-弹簧复合模型模拟了界面受力。基于前期设计制作的4组8个Z型直剪试件开展静载试验,从界面荷载-相对位移关系与破坏形态2个方面对有限元模型进行了验证,数值计算与试验结果吻合良好。研究了3组界面钢筋试件的界面正应力和剪应力沿界面高度的分布规律。分析了混凝土强度、界面配筋率、钢筋屈服强度对开裂荷载及抗剪承载力的影响。结果表明:加载过程中,各试件界面正应力沿高度非线性分布,界面中部应力较小;除两端应力集中区域,各阶段界面剪应力绝对值均大于正应力;峰值荷载下,剪应力均值为正应力的3.7~8.7倍,界面钢筋直径越大,对界面应力分布影响越大;增加混凝土强度可在一定范围内显著提高开裂荷载,建议新混凝土较旧混凝土提高2~3个等级;增加配筋率可带来更高的界面抗剪承载力,但对开裂荷载的影响不如混凝土强度大;界面钢筋的屈服强度对试件的抗剪承载力影响有限,使用高强钢筋较难提供更高的界面抗剪承载力。

不同法向压力条件下新旧混凝土粘结面抗剪性能试验研究

基于3D打印技术和分形维数表征旧混凝土表面粗糙度,对新旧混凝土结合试件进行静力压剪试验,研究了AY/HY133LP界面结合胶和旧混凝土表面粗糙度对新旧混凝土结合面粘结抗剪强度的影响规律。结果表明:在粗糙度和法向压力相同的条件下,AY/HY133LP界面结合胶可提高结合面的粘结抗剪强度;对试验结果进行拟合,提出了不同法向压力条件下新旧混凝土结合面粘结抗剪强度计算公式,可为工程设计人员提供一定的参考。

关于新旧混凝土界面性能的探索

对新旧混凝土界面粘结破坏机理的几种理论 ,通过试验加以验证 ,证实新旧混凝土的破坏不同于整体混凝土 ,同时 ,对于界面剂在新旧混凝土粘结中的作用也做了试验 。

新旧混凝土凹凸咬合界面剪切滑移的破坏形态与承载力分析

为揭示新旧混凝土界面的剪切滑移受力机理并分析其受剪承载力,以规则凹凸咬合的新旧混凝土界面为研究对象,分析界面剪切滑移受力特征,推断出齿剪断、界面钢筋剪断、界面钢筋拉断、齿滑脱四种破坏形态;根据每种破坏形态的受力特征分别建立其受剪承载力方程,推导每种破坏形态发生的条件;将本文公式计算结果与已有试验结果进行对比,发现两者吻合较好。

规则齿咬合新旧混凝土界面受剪力学模型与承载力计算

不同研究机构在试验结果基础上提出的凿毛新旧混凝土界面的受剪承载力计算公式存在较大差异,由于目前对其剪切滑移受力机理的认识仍不够深入,故以最简单的规则齿咬合凹凸界面为研究对象,在分析界面受力特征和剪切滑移规律基础上,提出了齿剪断、界面钢筋剪断、界面钢筋拉断、齿滑脱4种可能的破坏形态;建立了规则齿咬合接触面力学模型和齿的受力状态方程;根据材料力学剪应力分布规律,定义了齿协同工作系数,推导出规则齿咬合接触界面的受剪承载力表达式。结合水平约束条件下的规则齿咬合新旧混凝土界面剪切试验,引入混凝土剪切强度系数,提出界面受剪承载力计算建议公式。