化学植筋后锚固抗剪承载力研究

植筋锚栓在混凝土结构中得到广泛应用,作为关键的结构连接构件,其抗剪性能还有待深入研究.为获得准确的植筋锚栓抗剪承载力计算方法,共设置42个植筋锚栓承载力测试试件,考虑了植筋深度、混凝土基材强度和植筋直径这三个主要影响因素.通过剪切试验得到了各试件的抗剪承载力和剪力荷载—位移曲线,并建立了植筋锚栓四折线破坏模型,在试验基础上通过分析获得现有规范植筋锚栓抗剪承载力的修正公式.结果表明,植筋锚栓在达到钢材破坏前受压区混凝土已碎裂,即植筋抗剪承载能力在钢材破坏前已失效,因此取四折线破坏模型中的等效弹性极限点作为抗剪设计值;当混凝土抗压强度小于等于40MPa时,混凝土强度越低,锚栓抗剪承载力越小;反之,混凝土强度对抗剪承载力几乎没有影响.在相同埋深与混凝土强度条件下,锚栓直径越大其抗剪承载力越大,但增长效率却在逐渐减小.本文提出的锚栓抗剪承载力计算公式对大部分工况的计算结果与试验结果相比差值小于3%.

巷道围岩螺纹钢与玻璃钢锚杆组合支护效果分析

为探究玻璃钢锚杆与螺纹钢锚杆组合支护在巷道中的支护效果,以纳林河二号矿为工程背景,调研分析了该矿的工程地质条件与采掘巷道布置,提出了巷道围岩螺纹钢与玻璃钢锚杆组合支护方案。基于不同方案,应用FLAC3D,模拟分析了全螺纹钢锚杆支护、螺纹钢-玻璃钢锚杆组合支护和全玻璃钢锚杆支护3种条件下的围岩屈服破坏和围岩位移分布情况。结果表明:巷道围岩开采帮部采用玻璃钢锚杆替代螺纹钢锚杆,若玻璃钢锚杆不发生损坏,采用玻璃钢与螺纹钢锚杆组合支护,可以维护巷道围岩稳定。

HRB400钢筋与UHPC锚固可靠度分析及锚固设计研究

为给桥梁工程中HRB400钢筋与超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)锚固设计提供依据,对两者间的粘结性能及锚固长度进行研究。根据中心拔出试验中54个不同参数HRB400钢筋与UHPC锚固试件的粘结强度结果,回归得到粘结强度计算公式;在此基础上利用中心点法进行锚固可靠度分析与基本锚固长度计算,并与国内外规范基本锚固长度计算结果进行对比。结果表明:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)和CEB-FIB Model Code 2010计算的基本锚固长度接近,与中心点法相比偏大、偏安全;基于锚固长度计算结果,给出不同保护层厚度下基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度建议值;提出UHPC相对保护层厚度为0.5时,可采用《混凝土结构设计规范》计算HRB400钢筋与UHPC基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度;UHPC相对保护层厚度为1.0、1.5、2.0时,可通过修正《混凝土结构设计规范》计算结果取值,基本锚固长度修正系数分别可取0.8、0.65、0.55,钢筋断裂最小锚固长度修正系数分别可取0.85、0.7、0.6。

T梁湿接缝钢筋连接形式及抗弯性能研究

针对T梁湿接缝钢筋连接施工焊接工作量大、钢筋干涉多、施工作业面不足、施工工期长等问题,文章以浙江省104国道绍兴东湖至蒿坝段改建工程中的湿接缝结构为研究对象,对直筋焊接、双环搭接和带端锚钢筋三种连接方式进行了局部足尺模型试验,分析了不同钢筋连接方式钢筋搭接长度缩短为10d(d为钢筋纵筋直径)时,湿接缝的结构破坏特征和受力性能,为优化湿接缝设计提供合理的建议。

预制整浇装配式混凝土框架结构节点抗震性能试验研究

为了解决预制混凝土框架梁下部水平钢筋较多或为双排时,框架梁下部水平钢筋无法在框架柱内锚固的问题,提出将梁底部纵向钢筋锚固件锚固在框架柱节点内的预制整浇装配式混凝土框架结构。通过8个预制整浇装配式混凝土框架节点抗震性能试验,节点试验构件采用1∶2缩尺模型,按体积配筋率和配箍率相等的原则制作,用千斤顶模拟大震作用循环加载,直至构件破坏,对预制混凝土框架梁采用底部纵向钢筋锚固件在框架柱内锚固的整体性能及抗震承载力安全进行了研究,分析了预制装配式混凝土框架结构梁柱节点受力及破坏机制。结果表明,采用预制混凝土框架梁底部纵向钢筋锚固件在框架柱内锚固的连接节点,能够实现强锚固、强连接、弱构件、易安装,节点整体抗震安全性能等同现浇框架结构的特点。

混凝土加固植筋技术研究进展

混凝土加固植筋技术因其施工方便、性能可靠、布置灵活等优点在混凝土结构加固改造中占有重要地位。通过总结国内外关于植筋的破坏模式、本构关系、影响植筋性能的因素、高温下植筋性能的研究进展,分析植筋技术存在的问题和今后的发展趋势。

玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆粘结性能的影响因素分析

通过对国内外大量拉拔试验和梁式试验得到GFRP筋与混凝上粘结性能试验结果的调查分析,探讨了GFRP筋的表面形状与表面处理方法,GFRP直径、GFRP埋入长度、混凝土强度等级与使用环境等因素对GFRP筋粘结强度的影响,指出了FRP筋的粘结滑移关系模型与粘结长度计算公式的特点与应用条件.分析表明:①粘结强度随着肋间距的增大先增加后下降,随着肋高度的增大也是先增加后下降,随着肋宽度的增加而增大;GFRP筋的粘结强度随着埋入长度的增加而降低,随着混凝土强度的提高而增加;GFRP筋在使用环境中性能的劣化使得其与混凝土粘结强度降低.②试验方法与试件没有统一标准,GFRP锚杆粘结性能研究缺少大量实验数据的支撑.

植筋群受拉有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS10.0对化学植筋试件进行了非线性有限元分析。分析中假定粘结应力均匀分布,分析了埋深为10 d和15 d情况下植筋的极限拉力、荷载作用下钢筋应力沿长度的变化及钢筋荷载—应变曲线并同试验结果进行了对比,计算了在不同边距和不同间距下的承载力并同已有计算公式计算结果进行对比。结果表明,在分析中可以采用粘结应力均布的模型。在考虑边距和间距对承载力影响时,可以采用喜利得公司的公式计算植筋群的受拉承载力。

水泥基无机黏结材料植筋承载力的试验研究

通过对水泥基无机黏结材料植筋承载力的拉拔试验研究,分析了水泥基无机黏结材料植筋的破坏形态和破坏机理,讨论并给出了极限锚固承载力计算公式及建议施工锚固长度表格.通过与同条件下预埋钢筋、植筋后绑焊以及某有机黏结材料植筋承载力相比得到此水泥基无机黏结材料的工程适用性,并在实际工程中得到验证.

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.

爆炸荷载作用下混合粘结剂植筋的锚固性能试验

种植钢筋是一种先进的后锚固技术 ,已广泛应用于国内外的民用结构工程 ,在防护工程中植筋技术具有广阔的应用前景。但植筋在爆炸荷载作用下的锚固强度及相应的设计方法尚未解决。应用试验手段对该问题进行了研究 ,得到了混合粘结剂植筋在爆炸荷载作用下的锚固强度特性 。

不同肋间距锚杆锚固性能实验室试验研究

为确定右旋螺纹钢锚杆肋间距与锚固性能的关系,对锚固于壁厚5.5和7.0 mm刚性套筒的肋间距分别为12,24,36,48 mm锚杆锚固试件进行拉拔试验,测定和计算拉拔力、剪胀位移量、耗能值、套筒周向应变等。试验结果显示,拉拔力、剪胀位移量、耗能值随肋间距的增加呈近似线性增长趋势;壁厚5.5和7.0 mm套筒拉拔试验中,肋间距48 mm试件相较肋间距12 mm试件的拉拔力分别增加了27.4%,50.43%,剪胀位移量分别提高了379.18%和813.55%,耗能值相比提高了52.06%和124.32%。周向应变量随肋间距增加呈现先增加后减小,其最大值出现在肋间距36 mm,与肋间距12 mm相比分别增加95.14%和112.84%。分析表明随着杆体肋间距的增加,嵌入锚固杆体相邻肋间距内的树脂长度增加,树脂的受剪面积增大,因而抗剪力、拉拔力在增加;树脂破坏后体积膨胀以及轴力在径向的分力增加,使得套筒周向产生应变,直接引起树脂剪胀破坏后的位移量增加。肋间距的增加可以提高锚固性能,肋间距为48 mm时右旋螺纹钢锚杆的锚固性能最好。

梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验

为研究柱纵筋套筒挤压连接、梁纵筋锚固板锚固的叠合梁-预制柱后浇核心区装配整体式边节点的抗震性能,进行了1个核心区剪切破坏和1个梁端弯曲破坏的边节点试件PEJ1和PEJ2的拟静力试验.结果表明:试件PEJ1核心区箍筋先于梁纵筋屈服,核心区混凝土严重剪切破坏,试件PEJ2核心区箍筋未屈服,梁固端混凝土压溃、纵筋严重屈服,2个试件均实现了预期的破坏形态;2个试件的力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢,试件PEJ1滞回曲线捏拢程度略大、峰值后骨架线下降较快;2个试件的承载力试验值与规范相应公式计算值的比值分别为1.30和1.26,等效极限层间位移角分别为1/28和1/22;试件PEJ1峰值时梁变形为主,极限点时核心区剪切变形为主,试件PEJ2梁变形为主,核心区剪切变形占总变形不到5%;2个不同破坏形态试件的梁纵筋锚固板锚固未失效,后浇核心区装配式边节点梁纵筋可采用锚固板锚固.

预应力锚杆框架梁边坡加固结构的应用分析

研究目的:对土质或较为破碎软质岩体深路堑,为降低边坡高度及保持边坡稳定,避免剥皮刷方、大面积破坏山体、植被,以往常采用坡脚高挡墙或锚固桩收坡支护的传统工程措施,在大规模机械化施工的形式下,存在施工安全隐患。在客运专线工程建设中,对此类边坡,为控制边坡高度,降低工程风险,方便施工,保证边坡施工安全及长期稳定性;同时较好地满足绿化环境,节约圬工及投资的要求,采用坡脚矮挡墙支护,上部边坡适当抽陡,有必要以预应力锚杆(索)框架梁结构进行分级加固。研究结论:对土质或软质岩路堑,采用抽陡边坡"小吨位(锚固预应力)、密间距"的预应力钢筋锚杆框架梁加固与坡脚墙组合形成的轻型支护结构,框架梁内采用适宜的植物防护措施,技术成熟、工艺先进、合理可靠,具有较高的推广应用价值。

带锚垫板的预埋预应力螺纹钢筋的弹性埋置长度计算

预埋预应力螺纹钢筋在桥梁预制盖梁反拉法施工中采用,因在钢筋锚固端配置锚垫板,锚固特点表现为黏结锚固和承压锚固的组合传力,这种组合传力锚固计算还缺乏合适方法。基于弹性半空间理论和平衡微分方程,通过锚垫板和钢筋之间的变形协调关系,推导了带锚垫板的预埋螺纹钢筋的锚固传力计算方法以及弹性埋置长度计算公式,并通过有限元进行了验证。参数分析表明,影响锚固性能的主要参数是拉拔荷载、钢筋直径和埋置长度,在对225种情况进行参数拟合后给出了弹性埋置长度的实用计算公式,方便工程设计参考。

锚固钢筋粘结-滑移性能的滞回模型

基于FEAPpv有限元分析平台,采用分离式模型,自定义一个粘结-滑移滞回模型,模拟二维钢筋混凝土构件中锚固钢筋的粘结-滑移性能;自定义模型以滕智明等的滞回规则为基础,参考了Eligehausen等关于锚固钢筋在反复荷载作用下粘结-滑移滞回关系的试验结果,修改了滕智明等的模型滞回路径中某些控制点的取值;对端部反复加载的锚固钢筋进行分析,验证本文粘结-滑移滞回模型模拟锚固钢筋和混凝土界面性能的有效性。结果表明:该模型能有效反映锚固长度对钢筋加载端力-位移曲线的影响。

非金属锚杆界面粘结强度试验研究

为解决岩土锚固工程中钢锚杆的腐蚀问题,自20世纪90年代起,国外开始采用纤维塑料筋这种非金属锚杆来替代传统的钢锚杆。纤维塑料筋具有抗拉强度高、抗腐蚀性能优良、容重小、热膨胀系数与混凝土和水泥砂浆相似等优点。在国内首次开展了纤维塑料筋锚杆的试验研究,基于63个试件的拔出试验,对纤维塑料筋锚杆与多种环境介质之间的界面粘结强度进行较为系统的研究,研究表明,纤维塑料筋锚杆具有较高的界面粘结强度。这一结论可为纤维塑料筋锚杆在岩土锚固工程中的应用提供依据和参考。

底面外贴钢筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过1根控制试验梁与5根加固梁的静力试验,对底面外贴钢筋加固混凝土梁的抗弯性能进行试验研究。讨论加固试验梁在不同加固技术参数下(增补钢筋面积、锚栓布置与数量)的裂缝开展、刚度变化和承载力提高等情况,并分析各参数因素对试验梁加固的影响规律。试验结果表明:底面外贴钢筋加固试验梁经加固后其开裂荷载、刚度和抗弯承载力均显著提高;从跨中截面的混凝土应变规律可知,正截面应变符合平截面假定。提出外贴钢筋加固混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,由该公式计算的正截面承载力计算值与试验值吻合良好。

钢筋浆锚对接技术可行性试验研究

为验证新型金属波纹管留孔钢筋浆锚对接连接方式的可行性,考虑混凝土强度和浆锚长度等因素,制作18个浆锚对接连接对拉试件,进行对拉试验,研究其受力性能。试验结果表明,该新型浆锚对接连接方式具有良好的受力性能,对于ϕ12对接镦头钢筋,在混凝土强度等级为C30、钢筋浆锚长度≥25d,或混凝土强度为C40、钢筋浆锚长度≥20d的条件下,可实现钢筋断于母材的要求;当应用于更大直径钢筋的浆锚对接连接时,建议考虑增大浆锚长度、增加帮条钢筋数量或增大帮条钢筋截面积。

无机后锚固材料植筋性能试验研究与分析

通过无机后锚固材料植筋的粘结力试验、不同锚固深度的拉拔力试验和荷载-滑移试验,研究分析了无机后锚固材料植筋的破坏机理和破坏模式,提出了无机后锚固材料植筋的合理安全锚固深度。