鋼筋混凝土植筋錨固構件抗震性能試驗研究及有限元分析.pdf

1、植筋技術是一種比較成熟的混凝土結構加固施工技術,它以施工方便、工作效率高和適應性強等優(yōu)點在新增結構構件的施工中得到普遍應用。植筋技術最關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害的頻頻發(fā)生,建筑結構的抗震性能一直是土木工程專業(yè)人員非常重視的內容之一,通過植筋技術連接的新增鋼筋混凝土錨固構件的抗震性能也是土木工程界近年來非常關注的方面。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、理論計算和設計分析三方面較系統(tǒng)地研究了鋼筋混凝土植筋錨固構件的抗震性能,主要內容和成果如下:
　　 (1)進行了1個整體澆筑鋼筋混凝土構件和4個植筋鋼筋混凝土錨固構件在低周反復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。結果表明:隨著錨固深度的增加,植筋錨

3、固構件的承載能力、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件和5個由錨栓加固后的植筋構件在低周反復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。研究結果表明:試驗中所用錨栓在承受反復拉拔力時錨固效果良好,提高了構件的屈服強度和峰值荷載,改善了構件的延性,尤其在試驗后期,錨栓在限制構件承載力下降和位移增大方面起了重要作用;單錨構件的承載力和延性均

4、優(yōu)于雙錨構件,在有限的范圍內錨固多根錨栓,容易造成原有混凝土結構截面的削弱,導致構件加固效果反而降低。
　　 (3)以1個整體澆筑構件和2個JCT牌植筋錨固構件的抗震性能試驗結果為基礎,將試驗結果數(shù)據(jù)與試驗構件的承載力理論計算結果進行對比分析,可以得到以下結論:彈塑性截面分析方法可以應用于計算植筋鋼筋混凝土構件的屈服承載力,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

5、行模擬位移加載,對比分析了構件模型的破壞形態(tài)、鋼筋應力應變和承載力等。并將有限元分析結果與低周反復加載試驗結果數(shù)據(jù)進行對比,研究結果表明:植筋深度為15d和20d的構件可以滿足設計要求;用非線性彈簧單元SPRINGA模擬錨固深度范圍內植筋膠與鋼筋的粘結作用可以作為植筋構件受力分析的參考;鋼筋應變集中在植入鋼筋錨固段的上部,下部鋼筋應變小。
　　 (5)依據(jù)相關植筋技術文獻、行業(yè)標準和設計規(guī)范對植筋工程施工工藝流程、質量檢驗評定標