化學植筋錨固承載力試驗與檢測

1、 中華建設 2008/8141化學植筋即是在已有混凝土結構或構件上根據工程擬需用鋼筋以適當?shù)你@孔和深度,采用化學膠粘劑使新增的擬用鋼筋與混凝土粘結牢固,并使新增鋼筋(通常即稱為植筋能發(fā)揮設計所期望的性能。1 化學植筋錨固工作原理(1鋼筋達到屈服破壞,鋼筋被充分利用,設計拉力值為:R y d =(1/4×2××rk /s 。(2當植筋的安裝長度大于等于基本長度時,該數(shù)值起作用。植筋粘結劑與鋼筋粘結界面破壞,設計拉力值為:R bd =25××I b,inst ×/b 。由鋼筋同粘結劑之間的界面粘結而引起的力,隨植筋深度呈線性增長,并與鋼筋

2、直徑的平方根呈線性關系,鋼筋直徑增加一倍,設計值增加約40%?；瘜W植筋錨固承載力試驗與檢測文/付達新摘要:本文分析了化學植筋的破壞形式上的工作原理,并選擇7組II級螺紋鋼,試驗并分析了不同環(huán)境條件及可能的混凝土強度離散對植筋強度的影響,最后介紹了化學植筋錨固承載力的現(xiàn)場檢測技術。關鍵詞:化學植筋 工作原理 試驗分析 檢測技術(1,(2將矩陣X轉換為指標相對隸屬度矩陣R;(2選取一個目標樣本F ,設定聚類修正水平;(3按式(12計算參評樣本F j 對目標樣本F 修正的相對隸屬度向量,如果u j,且F j 邊坡狀態(tài)與F 相同,則將樣本F j 與目標樣本F 歸于一類;(4統(tǒng)計按目標樣本聚類后的未聚類

3、樣本數(shù)n s ,如果n s 1,則聚類結束,否則從未聚類樣本中再選取一個目標樣本,轉向步驟(3;(5統(tǒng)計目標樣本總數(shù)c,c即為聚類的類別數(shù):將各目標的聚類樣本取均值即得各自的聚類中心,從而可得到模糊修正聚類中心矩陣S;(6根據式(7,利用模糊聚類迭代模型:和模糊修正聚類中心矩陣S,計算模糊修正聚類矩陣U和級別特征向量H,并對邊坡穩(wěn)定性進行評價;(7預測。將待預測其穩(wěn)定性的邊坡樣本按式(1,(2規(guī)格化,然后用步驟(6類似的方法對邊坡穩(wěn)定性進行預測。三、模糊修正聚類模型在邊坡穩(wěn)定性預測中的應用為了說明模糊修正聚類模型的有效性,用式(12對作為算例的邊坡樣本(樣本1-18進行了聚類分析,其中樣本11

4、5用于聚類,16、17兩個樣本作為預測樣本。由樣本數(shù)據組成指標特征值矩陣X,并按式(1、(2將矩陣X轉換為指標相對隸屬度矩陣R。取目標樣本1,進行修正比較,則有r =(0.4731,0.2000,0.8718,0.1667,0.9960,0.4000T 。不同的聚類水平產生不同的聚類結果,通過對不同聚類水平的聚類效果進行分析,可以得到合適的聚類水平。先取=0.8進行計算;計算參評樣本F j 對目標樣本F 修正的相對隸屬度向量為(15由式(15可以看出,樣本2、3、4、5對目標樣本1修正的相對隸屬度均大于0.8,但樣本4、5的邊坡狀態(tài)與樣本1不同,故將樣本1、2、3作為第一類,邊坡狀態(tài)為破壞;將

5、樣本1、2、3的指標相對隸屬度向量取均值,得到模糊修正聚類中心向量S i1為計算剩余的未聚類樣本數(shù),n s =18-3=15>1,選取樣本4,按上述過程繼續(xù)進行聚類。得出結果:樣本5、6、7對目標樣本4修正的相對隸屬度均大于0.8,與樣本4一起歸于第二類,邊坡狀態(tài)為穩(wěn)定。模糊修正聚類中心向量S i2為:樣本8、9、10、11、13、16、17、18共8個樣本歸于第三類,邊坡狀態(tài)為穩(wěn)定。模糊修正聚類中心向量S i3為:樣本12、14、15歸于第四類,邊坡狀態(tài)為穩(wěn)定。n s =3-3=0<1,聚類結束。模糊修正聚類中心向量S i4為:,聚類結束。(作者單位:貴陽工務段 2008/8 中

6、華建設142(3植筋粘結劑與混凝土界面破壞,設計拉力值為:R cd =4.5××I b,inst×(ck ×D/b 。公式符號含義如下:鋼筋直徑(mm;D鉆孔直徑(mm;L b 鋼筋基本埋置深度(鋼筋屈服(mm;L b,inst鋼筋埋置深度(mm;ck 28天后混凝土試塊抗壓強度特征值(N/mm 2;yk 鋼筋屈服強度特征值(N/mm 2;s 鋼筋的安全系數(shù);b 植筋粘結劑的安全系數(shù);c 混凝土的安全系數(shù)。2 化學植筋錨固承載力試驗分析(1試驗概況:試驗鋼筋為II級螺紋鋼,根據直徑分成22、20、18、16、14、12、10mm共計7組,每組由3根植入深

7、度分別為為20d、15d、10d(d為鋼筋直徑的鋼筋組成;粘結劑選用JGJ-II型結構膠,試驗混凝土為C30。為了檢測不同環(huán)境條件及可能的混凝土強度離散對植筋強度的影響,7組試驗鋼筋分別在通風狀況和室內干燥程度不同的4個房間內養(yǎng)護。試驗設計了加載系統(tǒng),由2個槽鋼焊接在一起作為分配梁,槽鋼中間留有寬25mm的縫隙以便穿入鋼筋,分配梁放在2個油壓千斤頂上,通過千斤頂施加荷載。在試驗鋼筋的根部和距地面60mm處分別安放位移傳感器,測試植筋的滑移和植筋的滑移與標距范圍內植筋伸長值之和。(2試驗結果及分析:植筋的破壞形態(tài):對于結構膠完全固化的植筋,當其植入深度達到15d時,都達到了屈服強度且進入頸縮階段

8、,植筋的破壞形態(tài)為鋼筋的屈服破壞,有明顯的預兆。當其植入深度為10d時,直徑較大的鋼筋(如20mm被拔出,發(fā)生結構膠與混凝土的粘結破壞,沒有明顯的預兆,呈脆性,直徑較小的鋼筋(如14、12、10mm仍可達到屈服強度且進入頸縮階段,破壞時有明顯的預兆,即植筋深度影響植筋強度。鋼筋的直徑對植筋力學性能的影響:植入深度為10d的不同直徑鋼筋的破壞形態(tài)反映了鋼筋的直徑對植筋力學性能的影響。鋼筋的粘結面積與截面周界長度成正比,而拉力與截面面積成正比,二者之比值4/d反映鋼筋的相對粘結面積。植筋的環(huán)境條件對植筋力學性能的影響:環(huán)境干燥程度直接影響結構膠的力學性能和膠的固化時間,從而影響植筋力學性能的發(fā)揮。

9、3 化學植筋錨固力檢測(1檢測儀器及裝置:檢測儀器主要有穿心式千斤頂、基座、壓力傳感器,百分表,秒表等。(2檢測數(shù)量的確定:檢測數(shù)量的確定可由委托單位根據現(xiàn)場實際施工情況,綜合施工方、建設方、設計院、監(jiān)理及質量監(jiān)督部門等相關單位的意見,并可以參考上海市工程建設規(guī)范建筑錨栓抗拉拔、抗剪性能試驗方法(DG/TJ08-003-2000中的有關規(guī)定,按相同類型,相同規(guī)格型號、尺寸和用于相同構件設計強度等級的栽植鋼筋分批,每批按工程量的1%抽取,并不少于3根。(3檢測荷載的確定:檢測荷載可以根據設計單位出具的有關栽植鋼筋抗拔力要求文件進行確定,并且將相關要求文件附于檢測報告中。(4檢測條件:檢測時植筋齡

10、期應大于化學植筋膠的固化時間,栽植鋼筋的混凝土構件應達到設計要求的強度等級,構件表面應平整,對飾面層、浮漿應進行清除,必要時進行磨平處理。(5加荷方式:檢測加荷方式可采取階梯式加荷。首先以預定檢測拉拔力的20%作為拉拔力初始值,然后以預定拉拔力的40%、60%、80%、90%、100%分五級加荷。加載過程應勻速、緩慢施壓。當壓力表讀數(shù)到達某級荷載時,應在該級荷載上停留3分鐘,記錄3次位移表讀數(shù)。當壓力表讀數(shù)變小,栽植鋼筋上所加荷載下降時,應不斷補壓,保持所加拉拔力在預定荷載上下1kN范圍內波動。(6破壞形態(tài):混凝土構件錐型剪切破壞;混凝土構件沿栽植鋼筋周邊部位出現(xiàn)裂縫,導致錨固失效;結構膠破裂,栽植鋼筋與混凝土構件產生滑移,栽植鋼筋被拔出以及栽植鋼筋被拉斷等破壞形態(tài)。當檢測拉拔力