鋼筋混凝土植筋錨固構(gòu)件抗震性能試驗研究及有限元分析.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,因為植筋系統(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,對植筋系統(tǒng)的

2、抗震性能研究具有重要的工程實際和理論意義。本文從試驗、理論計算和設(shè)計分析三方面較系統(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個整體澆筑鋼筋混凝土構(gòu)件和4個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研究,較系統(tǒng)地對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1個植筋深度為10d的鋼筋混凝土錨固構(gòu)件和5個由錨栓加固后的植筋構(gòu)件在低周反復(fù)荷載下的試驗研究分析,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:試驗中所用錨栓在承受反復(fù)拉拔力時錨固效果良好,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個整體澆筑構(gòu)件和2個JCT牌植筋錨固構(gòu)件的抗震性能試驗結(jié)果為基礎(chǔ),將試驗結(jié)果數(shù)據(jù)與試驗構(gòu)件的承載力理論計算結(jié)果進(jìn)行對比分析,可以得到以下結(jié)論:彈塑性截面分析方法可以應(yīng)用于計算植筋鋼筋混凝土構(gòu)件的屈服承載力,理論值與試驗值吻合良好。
　　 (4)利用ABAQUS有限元分析軟件,建立三個三維實體模型,對其進(jìn)

5、行模擬位移加載,對比分析了構(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)加載試驗結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,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)計規(guī)范對植筋工程施工工藝流程、質(zhì)量檢驗評定標(biāo)