化学植筋锚固承载力试验与检测

1、 中华建设 2008/8141化学植筋即是在已有混凝土结构或构件上根据工程拟需用钢筋以适当的钻孔和深度,采用化学胶粘剂使新增的拟用钢筋与混凝土粘结牢固,并使新增钢筋(通常即称为植筋能发挥设计所期望的性能。1 化学植筋锚固工作原理(1钢筋达到屈服破坏,钢筋被充分利用,设计拉力值为:R y d =(1/4×2××rk /s 。(2当植筋的安装长度大于等于基本长度时,该数值起作用。植筋粘结剂与钢筋粘结界面破坏,设计拉力值为:R bd =25××I b,inst ×/b 。由钢筋同粘结剂之间的界面粘结而引起的力,随植筋深度呈线性增长,并与钢筋

2、直径的平方根呈线性关系,钢筋直径增加一倍,设计值增加约40%。化学植筋锚固承载力试验与检测文/付达新摘要:本文分析了化学植筋的破坏形式上的工作原理,并选择7组II级螺纹钢,试验并分析了不同环境条件及可能的混凝土强度离散对植筋强度的影响,最后介绍了化学植筋锚固承载力的现场检测技术。关键词:化学植筋 工作原理 试验分析 检测技术(1,(2将矩阵X转换为指标相对隶属度矩阵R;(2选取一个目标样本F ,设定聚类修正水平;(3按式(12计算参评样本F j 对目标样本F 修正的相对隶属度向量,如果u j,且F j 边坡状态与F 相同,则将样本F j 与目标样本F 归于一类;(4统计按目标样本聚类后的未聚类

3、样本数n s ,如果n s 1,则聚类结束,否则从未聚类样本中再选取一个目标样本,转向步骤(3;(5统计目标样本总数c,c即为聚类的类别数:将各目标的聚类样本取均值即得各自的聚类中心,从而可得到模糊修正聚类中心矩阵S;(6根据式(7,利用模糊聚类迭代模型:和模糊修正聚类中心矩阵S,计算模糊修正聚类矩阵U和级别特征向量H,并对边坡稳定性进行评价;(7预测。将待预测其稳定性的边坡样本按式(1,(2规格化,然后用步骤(6类似的方法对边坡稳定性进行预测。三、模糊修正聚类模型在边坡稳定性预测中的应用为了说明模糊修正聚类模型的有效性,用式(12对作为算例的边坡样本(样本1-18进行了聚类分析,其中样本11

4、5用于聚类,16、17两个样本作为预测样本。由样本数据组成指标特征值矩阵X,并按式(1、(2将矩阵X转换为指标相对隶属度矩阵R。取目标样本1,进行修正比较,则有r =(0.4731,0.2000,0.8718,0.1667,0.9960,0.4000T 。不同的聚类水平产生不同的聚类结果,通过对不同聚类水平的聚类效果进行分析,可以得到合适的聚类水平。先取=0.8进行计算;计算参评样本F j 对目标样本F 修正的相对隶属度向量为(15由式(15可以看出,样本2、3、4、5对目标样本1修正的相对隶属度均大于0.8,但样本4、5的边坡状态与样本1不同,故将样本1、2、3作为第一类,边坡状态为破坏;将

5、样本1、2、3的指标相对隶属度向量取均值,得到模糊修正聚类中心向量S i1为计算剩余的未聚类样本数,n s =18-3=15>1,选取样本4,按上述过程继续进行聚类。得出结果:样本5、6、7对目标样本4修正的相对隶属度均大于0.8,与样本4一起归于第二类,边坡状态为稳定。模糊修正聚类中心向量S i2为:样本8、9、10、11、13、16、17、18共8个样本归于第三类,边坡状态为稳定。模糊修正聚类中心向量S i3为:样本12、14、15归于第四类,边坡状态为稳定。n s =3-3=0<1,聚类结束。模糊修正聚类中心向量S i4为:,聚类结束。(作者单位:贵阳工务段 2008/8 中

6、华建设142(3植筋粘结剂与混凝土界面破坏,设计拉力值为:R cd =4.5××I b,inst×(ck ×D/b 。公式符号含义如下:钢筋直径(mm;D钻孔直径(mm;L b 钢筋基本埋置深度(钢筋屈服(mm;L b,inst钢筋埋置深度(mm;ck 28天后混凝土试块抗压强度特征值(N/mm 2;yk 钢筋屈服强度特征值(N/mm 2;s 钢筋的安全系数;b 植筋粘结剂的安全系数;c 混凝土的安全系数。2 化学植筋锚固承载力试验分析(1试验概况:试验钢筋为II级螺纹钢,根据直径分成22、20、18、16、14、12、10mm共计7组,每组由3根植入深

7、度分别为为20d、15d、10d(d为钢筋直径的钢筋组成;粘结剂选用JGJ-II型结构胶,试验混凝土为C30。为了检测不同环境条件及可能的混凝土强度离散对植筋强度的影响,7组试验钢筋分别在通风状况和室内干燥程度不同的4个房间内养护。试验设计了加载系统,由2个槽钢焊接在一起作为分配梁,槽钢中间留有宽25mm的缝隙以便穿入钢筋,分配梁放在2个油压千斤顶上,通过千斤顶施加荷载。在试验钢筋的根部和距地面60mm处分别安放位移传感器,测试植筋的滑移和植筋的滑移与标距范围内植筋伸长值之和。(2试验结果及分析:植筋的破坏形态:对于结构胶完全固化的植筋,当其植入深度达到15d时,都达到了屈服强度且进入颈缩阶段

8、,植筋的破坏形态为钢筋的屈服破坏,有明显的预兆。当其植入深度为10d时,直径较大的钢筋(如20mm被拔出,发生结构胶与混凝土的粘结破坏,没有明显的预兆,呈脆性,直径较小的钢筋(如14、12、10mm仍可达到屈服强度且进入颈缩阶段,破坏时有明显的预兆,即植筋深度影响植筋强度。钢筋的直径对植筋力学性能的影响:植入深度为10d的不同直径钢筋的破坏形态反映了钢筋的直径对植筋力学性能的影响。钢筋的粘结面积与截面周界长度成正比,而拉力与截面面积成正比,二者之比值4/d反映钢筋的相对粘结面积。植筋的环境条件对植筋力学性能的影响:环境干燥程度直接影响结构胶的力学性能和胶的固化时间,从而影响植筋力学性能的发挥。

9、3 化学植筋锚固力检测(1检测仪器及装置:检测仪器主要有穿心式千斤顶、基座、压力传感器,百分表,秒表等。(2检测数量的确定:检测数量的确定可由委托单位根据现场实际施工情况,综合施工方、建设方、设计院、监理及质量监督部门等相关单位的意见,并可以参考上海市工程建设规范建筑锚栓抗拉拔、抗剪性能试验方法(DG/TJ08-003-2000中的有关规定,按相同类型,相同规格型号、尺寸和用于相同构件设计强度等级的栽植钢筋分批,每批按工程量的1%抽取,并不少于3根。(3检测荷载的确定:检测荷载可以根据设计单位出具的有关栽植钢筋抗拔力要求文件进行确定,并且将相关要求文件附于检测报告中。(4检测条件:检测时植筋龄

10、期应大于化学植筋胶的固化时间,栽植钢筋的混凝土构件应达到设计要求的强度等级,构件表面应平整,对饰面层、浮浆应进行清除,必要时进行磨平处理。(5加荷方式:检测加荷方式可采取阶梯式加荷。首先以预定检测拉拔力的20%作为拉拔力初始值,然后以预定拉拔力的40%、60%、80%、90%、100%分五级加荷。加载过程应匀速、缓慢施压。当压力表读数到达某级荷载时,应在该级荷载上停留3分钟,记录3次位移表读数。当压力表读数变小,栽植钢筋上所加荷载下降时,应不断补压,保持所加拉拔力在预定荷载上下1kN范围内波动。(6破坏形态:混凝土构件锥型剪切破坏;混凝土构件沿栽植钢筋周边部位出现裂缝,导致锚固失效;结构胶破裂,栽植钢筋与混凝土构件产生滑移,栽植钢筋被拔出以及栽植钢筋被拉断等破坏形态。当检测拉拔力