混凝土植筋拉拔試驗過程及研究

馬立榮

（陜西能源職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

混凝土植筋拉拔試驗過程及研究

馬立榮

（陜西能源職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

本文闡述混凝土植筋拉拔試驗的試驗設計以及試驗的實施過程，研究了混凝土植單錨、群錨在拉拔力作用下的破壞形態。討論單錨效應、群錨組合效應對混凝土植筋極限承載力的影響。實驗表明：隨著錨筋數目的增加，群錨效應越顯著，錨栓的承載力有一定的提高。

單錨；群錨；拉拔試驗

跟隨建筑業不斷發展的腳步,我國開始逐步進入混凝土結構的改造和維護的高峰期,結構加固技術中植筋錨固技術是重要手段之一。例如為延續建筑物的壽命展開的舊樓改造，滿足抗震要求加固及以及建筑物加層，種植螺紋鋼筋、種植螺桿等。

一、試驗目的

本次試驗擬考查1根植筋的單錨抗拉強度與2～3根植筋的群錨抗拉強度之間的關系（具有相同的錨固深度的條件下）根據試驗測得的有關數據研究群錨效應的影響。

二、主要儀器設備

1. 選用兩塊矩形鋼板，并在相應位置鉆孔，以和錨固鋼筋和拉桿相連接；

2. 四根Φ26的螺栓桿；

3. 五個錨具；

4. 位移計兩個和力傳感器一個；

5. 10噸千斤頂一臺；

6. 支座兩個；

7. 兩個矩形鋼板梁，作為千斤頂的支座；

8. 支座墊塊（使用為鋼磚）等等。

三、試樣制備

1. 試驗試件尺寸及配筋見圖1（為排除混凝土可能發生錐形破壞的可能性，每一試件的平面尺寸也不宜太小），；

2. 試驗使用混凝土強度等級為C20；直徑為12的Ⅱ級螺紋鋼；植入深度為10d；

3. 每一直徑鋼筋做3個測試點（為保證測試數據的準確性和可信度）；

4. 混凝土試件上1根、2根、3根各3個測試點，則植筋總數為18根，鋼筋布置平面見圖1所示；

5. 錨筋的直徑、植入深度、間距及邊距符合規范要求。

圖1 試件尺寸及鋼筋布置平面圖

四、試驗步驟

1. 模型組裝

1) 將矩形鋼板套在錨固鋼筋上，并將四根螺栓桿套在矩形鋼板上，底部套上2-3個螺母；

2) 支座安裝就位；

3) 調平矩形鋼板，在適當位置套上錨具；

4) 放置矩形鋼板梁至支座上；

5) 千斤頂和力傳感器安裝就位；

6) 在力傳感器頂部放上矩形鋼板，并用定位螺桿和螺母定位調平；

7) 位移計安裝就位；

2. 加載設計：共12級，每級5KN逐級遞增加載，且在節點2、4對稱分級加載，

3. 加載制度：采用分級加載制度，荷載逐級增加，以預計極限荷載的10%為一級，加載至錨固破壞。1～3植筋時受拉承載力分別為38KN、75KN、113KN。

4.試驗過程

1) 加載：為抵消錨具的位移，采用初加載10KN的方式且位移計調零，以抵消錨具的位移；然后分級加載，每級5KN。

2) 觀測：每級加載后，位移計和力傳感器讀數并記錄，在記錄過程中繼續加載。

3) 試驗數據（A、B、C分別代表植筋數目1、2、3根時對應的試驗方案）：

五、試驗數據分析

1. 荷載較小時，符合力學的應力應變關系近似為線性。隨著荷載的逐級增加，曲線發生變化出現拐點，并達到極限狀態。鋼筋屈服后，植入鋼筋應力值變化較小，而應變增加，結構膠與混凝土間作用的粘結力逐步發生破壞。在植筋被拔出的過程中，由于機械咬合力和摩擦力充當破壞面粘結力，從而出現荷載下降，滑移急劇增大。

表1 實驗測量數據

2. 在拉拔力作用下，單錨主要發生的破壞形式有兩種：混凝土錐形破壞及一根錨固鋼筋被拉斷如圖2所示。單錨的承載力低，鋼筋充分發揮其承載力后成脆性破壞。

3. 隨著錨固鋼筋數量的增加，植入錨固筋數目為2根或者3根時，混凝土首先破壞，群錨破壞明顯，破壞形式呈現輻射狀如圖2所示。通過表1的數據對比可知，隨著植筋數量的增加，其極限承載力有一定提高。

4. 試驗中，由于設備有限，無法捕捉到下降段試驗數據。

圖2 單錨、群錨狀破壞形式

六、誤差分析

導致誤差較大的主要原因是試際測量過程中梁發生了向一側扭轉的現象，以及讀數不穩定。

七、結論

1. 應用sap軟件建立模型，通過sap模型分析發現，sap和理論計算基本一致，而試際測量值偏大，但變化趨勢一致，可認為理論計算模型正確。

2. 根據理論模型能確定結構的極限荷載及正常使用荷載。

1) 極限荷載

Es：彈性支座的彈性模量；

l：梁的跨度。

2) 正常使用荷載p正可由p極/γ確定，γ為結構重要性系數。

3. 單錨的極限承載力與其力學性能接近；植筋數目為2根或者3根組成的群錨其極限承 載力有一定的提高，群錨效應效果明顯。

［1］JGJ 145 － 2004，混凝土結構后錨固技術規程 ［S］．

［2］GB50367 － 2006，混凝土結構加固設計規范 ［S］．

［3］GB50010 － 2010，混凝土結構設計規范 ［S］．

［4］謝群．化學植筋式后錨固連接群錨受力性能試驗研究［D］.上海：同濟大學，2006

G322

B

1007-6344（2017）05-0338-01

馬立榮（1985-），女，河北承德人，碩士，陜西能源職業技術學院，助教，研究方向：建筑工程