鋼筋混凝土植筋錨固構(gòu)件抗震性能試驗(yàn)研究及有限元分析.pdf

1、植筋技術(shù)是一種比較成熟的混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù),它以施工方便、工作效率高和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在新增結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工中得到普遍應(yīng)用。植筋技術(shù)最關(guān)鍵的問題就是植筋的深度,因?yàn)橹步钕到y(tǒng)主要是依靠植筋膠與鋼筋的粘結(jié)傳力,植入鋼筋越深,其能承受的拉拔力就越大。隨著世界各地地震災(zāi)害的頻頻發(fā)生,建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能一直是土木工程專業(yè)人員非常重視的內(nèi)容之一,通過植筋技術(shù)連接的新增鋼筋混凝土錨固構(gòu)件的抗震性能也是土木工程界近年來非常關(guān)注的方面。因此,對(duì)植筋系統(tǒng)的

2、抗震性能研究具有重要的工程實(shí)際和理論意義。本文從試驗(yàn)、理論計(jì)算和設(shè)計(jì)分析三方面較系統(tǒng)地研究了鋼筋混凝土植筋錨固構(gòu)件的抗震性能,主要內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)進(jìn)行了1個(gè)整體澆筑鋼筋混凝土構(gòu)件和4個(gè)植筋鋼筋混凝土錨固構(gòu)件在低周反復(fù)荷載下的抗震性能試驗(yàn)研究,較系統(tǒng)地對(duì)比分析了其破壞形態(tài)、承載力、滯回特性、延性、剛度衰減過程、耗能能力及鋼筋應(yīng)變等,分析了植入鋼筋直徑和錨固深度等因素對(duì)其性能的影響。結(jié)果表明:隨著錨固深度的增加,植筋錨

3、固構(gòu)件的承載能力、剛度、延性及耗能能力均有所提高。
　　 (2)通過對(duì)1個(gè)植筋深度為10d的鋼筋混凝土錨固構(gòu)件和5個(gè)由錨栓加固后的植筋構(gòu)件在低周反復(fù)荷載下的試驗(yàn)研究分析,較系統(tǒng)地比較了其破壞形態(tài)、承載力、滯回特性及延性等抗震性能。研究結(jié)果表明:試驗(yàn)中所用錨栓在承受反復(fù)拉拔力時(shí)錨固效果良好,提高了構(gòu)件的屈服強(qiáng)度和峰值荷載,改善了構(gòu)件的延性,尤其在試驗(yàn)后期,錨栓在限制構(gòu)件承載力下降和位移增大方面起了重要作用;單錨構(gòu)件的承載力和延性均

4、優(yōu)于雙錨構(gòu)件,在有限的范圍內(nèi)錨固多根錨栓,容易造成原有混凝土結(jié)構(gòu)截面的削弱,導(dǎo)致構(gòu)件加固效果反而降低。
　　 (3)以1個(gè)整體澆筑構(gòu)件和2個(gè)JCT牌植筋錨固構(gòu)件的抗震性能試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),將試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)與試驗(yàn)構(gòu)件的承載力理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,可以得到以下結(jié)論:彈塑性截面分析方法可以應(yīng)用于計(jì)算植筋鋼筋混凝土構(gòu)件的屈服承載力,理論值與試驗(yàn)值吻合良好。
　　 (4)利用ABAQUS有限元分析軟件,建立三個(gè)三維實(shí)體模型,對(duì)其進(jìn)

5、行模擬位移加載,對(duì)比分析了構(gòu)件模型的破壞形態(tài)、鋼筋應(yīng)力應(yīng)變和承載力等。并將有限元分析結(jié)果與低周反復(fù)加載試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,研究結(jié)果表明:植筋深度為15d和20d的構(gòu)件可以滿足設(shè)計(jì)要求;用非線性彈簧單元SPRINGA模擬錨固深度范圍內(nèi)植筋膠與鋼筋的粘結(jié)作用可以作為植筋構(gòu)件受力分析的參考;鋼筋應(yīng)變集中在植入鋼筋錨固段的上部,下部鋼筋應(yīng)變小。
　　 (5)依據(jù)相關(guān)植筋技術(shù)文獻(xiàn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)植筋工程施工工藝流程、質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)