化学锚栓加固植筋混凝土构件抗震性能试验.pdf
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1、第 3 O卷 第 4期 2 O 1 3年 1 2月 建筑科 学与 J o u r n a l 0 f Ar c h i t e c t u r e 工程 学报 a n d Ci v i l En g i n e e r i n g Vo1 3 0 NO 4 De c 20 1 3 文章编号 : 1 6 7 3 2 0 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 5 4 0 5 0 化学锚栓加 固植筋混凝 土构件抗震性能试 验 邓 宗 才 , 钟 林 杭 ( 北京工业大学 城市与工程安全防灾减灾省部共建教育部重点实验室, 北京 1 0 0 1 2 4 ) 摘要 : 为 了研 究化 学锚栓能否
2、用于地震地区和受拉 区混凝土构件 , 对化学锚栓加 固植筋混凝土构件 的锚 固性 能进 行 了试 验 。通过 拟静 力试验 , 研 究 了锚 固构件 的破坏 形 态、 锚 栓在 反复荷 载作 用 下的 锚 固效果 和抗 震性 能。试验 结 果表 明 : 化 学锚 栓 的动载锚 固效果 良好 , 可以 用于地震 地 区和 受拉 区 混凝 土构件 的锚 固; 化 学锚 栓提 高了构 件 的承载 力和 延性 , 尤其在 反 复荷 载 试验 后 期 , 在 限制 构件 承 载 力下 降和 位移 增大 方面起 到 了重要 作 用 ; 锚 栓施 工技 术是影 响构件 抗震性 能 的重要 因素 。 关键词
3、: 化学锚栓; 混凝土构件 ; 抗震性能 ; 承载力; 延性 中图分 类号 : TU3 7 5 文 献标 志码 : A Ex p e r i me nt o n S e i s mi c Be h a v i o r o f RC M e mb e r s wi t h Pl a nt i ng Ba r s Co nf i n e d b y Che mi c a l Anc ho r DENG Zo ng c a i ZHONG Li n h a n g ( Ke y La b o r a t o r y o f Ur b a n S e c u r i t y a n d Di s a
4、s t e r En g i n e e r i n g o f M i n i s t r y o f Ed u c a t i o n , Be i i i n g Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y,B e i j i n g 1 0 0 1 2 4 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :I n o r de r t o r e s e a r c h whe t he r t he c he m i c a 1 a nc h o r c o ul d be us e d i n s e i s mi c a r e a
5、or t e ns i l e r e g i o n o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e ( RC)me mb e r s ,t h e t e s t o n t h e a n c h o r b e h a v i o r o f RC me mb e r s c on f i n e d b y c he mi c a l a nc ho r wa s c a r r i e d o ut Th r o u gh q ua s i s t a t i c t e s t ,t he f a i l ur e mo de s o f RC m
6、e mbe r s c o n f i n e d by c h e mi c a l a nc ho r s , t he e f f e c t s o f a nc ho r a nd t he s e i s m i c be h a v i o r we r e s t ud i e d u nd e r c y c l i c l oa dThe e x pe r i m e nt r e s ul t s s ho w t h a t t he dy na m i c a nc ho r e f f e c t i ve ne s s o f c he mi c a l a n
7、c hor i s g o od。 a n d t he a n c h or c a n be u s e d i n s e i s m i c a r e a o r t e ns i l e r e gi on O f RC me mb e r s Th e b e a r i n g c a p a c i t y a n d d u c t i l i t y o f me mb e r s a r e e n h a n c e d b y t h e c h e mi c a l a n c h o r , e s pe c i a l l y i n l a t e r pe
8、 r i od o f c y c l i c l o a d t e s t , t he c he mi c a l a nc ho r p l a y s a n i mp or t a nt r ol e i n pr e v e n t i n g t he d e c r e a s e o f be a r i ng c a pa c i t y a n d i nc r e a s e o f d i s pl a c e m e nt The a nc ho r c o ns t r uc t i on t e c hn ol o gy i s a n i mp or t a
9、 nt i n f l ue nc e f a c t o r on t h e s e i s m i c b e h a v i o r o f m e mbe r s Ke y wo r ds :c he m i c a l a n c h or ;RC me mbe r;s e i s mi c be h a v i o r;be a r i n g c a p a c i t y;d uc t i l i t y 引 口 化学锚栓以其性能可靠 、 施工简便等优点被广 泛应用于建筑物扩建、 改造 、 加 固和设备安装 等工 程 引, 目前 , 锚栓的设计 主要是以单 向拉拔试验为 依据
10、 来确 定锚 固深度 。中 国是 多 地 震 国家 , 需 要 确 定锚栓是否能够用于地震 区结构工程。由于锚栓动 载性 能试验 装置 复杂 , 没 有统 一 的试 验方 法 、 设 备和 标准 , 各 国学 者 对 此研 究 甚 少 。工程 中所 用锚 栓 的 种类 较多 _ 4 , 性能各 异 , 在地震作 用下 受力 复 杂 , 作 为结 构构件 的重 要 连接 件 , 有 必 要对 锚 固构 件 的抗 震性 能进行 深入 的研究 6 。化 学锚栓 在工 程 中常被 收稿 日期: 2 0 1 3 - 1 0 0 9 基金项 目: 国家 自然科学基金项 目( 5 1 3 7 8 0 3 2
11、 ) 作者简介: 邓宗才 ( 1 9 6 1 一 ) , 男 , 陕西扶风人 , 教授, 博 士研究生导师 , 工学博士 , 博士后 , E 一 ,n a i l : d e n g z c b j u t e d u c n 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 邓宗才 , 等: 化 学锚栓加 固植筋混凝土构件抗震性能试验 5 5 应用 于地 震 地 区 和 受 拉 区混 凝 土 构 件 的 锚 固 与 连 接 , 如钢 板通 过锚 栓 与 原 有 混凝 土 构 件 连 接 是 结构 加固中粘钢 、 灌钢技术的必要措施 , 锚栓的锚固效果 在这 种 施
12、工 工艺 中起 到 了非常 重要 的作 用 。为 了研 究锚 栓 的抗震 性 能 , 用 其 连接混 凝 土梁 与柱 , 采用悬 臂试 件 进行 反 复加 载 试 验 。结 果 表 明 : 试 验 中所用 锚栓在承受反复拉拔力 时锚 固效果 良好 , 提高 了构 件的承载力和延性 , 尤其在试验后期, 锚栓在限制构 件承载力下降和位移增大方面起到 了重要作用; 另 外 , 试 验 中也发 现 , 保 证各 锚栓 的 间距是 影 响锚 固效 果 的重要因素。 1 材料性能与试件加载 1 1 材 料性 能 混凝 土 强 度 等 级 为 C 3 0 , 实 测 立 方 体 强 度 为 3 3 2 M
13、P a , 梁 柱 纵 筋 均 采 用 HR B 3 3 5 , 箍 筋 采 用 HP B 2 3 5 , 试验 中所 使 用 的 加 固材 料 为韩 日牌 化 学 锚栓和韩 日牌植筋胶 , 其力学性能指标如表 1 , 2所 示 。表 2中 , d为植筋 ( 钢 筋) 直 径 。 表 1 化学锚栓力学性能指标 Tab 1 M e c ha ni c a l Pr o pe r t y I n de x e s o f Che mi c a l Anc h o r 长度 间距 固化 时 锚 固于 C 3 0混凝土 锚固于 C3 0混凝士 型号 mm 间 min 的破坏拉力 k N 的破坏剪力 k
14、 N M 1 6 l 9 O 6 5 2 0 7 1 6 5 3 4 表 2 植 筋胶 力学性能指标 Ta b 2 M e c ha ni c a l Pr o pe r t y I n de x e s of S t r uc t ur a l Adh e s i v e 劈裂抗拉 抗弯强 抗压强 粘结 强 不同植筋 深度下 的 实 际拉拔力 k N 强度 MP a 度 MP a 度 MP a 度 MP a 1 O 1 5 d 8 6 6 5 1 9 O 8 8 8 O 1 4 2 0 7 9 4 1 1 9 1 1 2 试 件 加载 试验试件共 6个 , 几何尺寸及配筋如图 1所示 , 试
15、件参数见表 3 。表 3中, z J 2 o表示植 筋( 钢筋) 直 径 为 2 0 mm, 1 0 d, 1 5 d分 别表 示植 筋深 度为 1 O倍 和 1 5倍 植筋 直径 , 单锚 与 双锚表 示化 学锚 栓 的数量 。 为 更 加 真实 地 反 映实 际 工 程 中 的情 况 , 植 筋 和 锚栓 施 工 的过程 由北京 新 鑫江建 筑 加 固工 程有 限公 司完成 。试件在制作过程中采用两次浇筑成型的方 法 , 即先 浇筑 节点 柱子 , 等 混凝 土完 全 固化 后在 试件 节 点上 用 电锤 钻 出植 筋 孔 , 经 过 清孔 、 灌 胶 、 植 筋 等 施工工序将钢筋植入混
16、凝土中, 在结构胶经过 2 4 h 固化后绑扎箍筋 , 浇筑节点混凝 土, 经过 2 8 d养 护 后再对节点进行打孑 L , 用化学锚栓将钢板 固定在相 应 位 置 。 : 8 1 0 0 ( 5 0 ) 一 1 1 截 面 2 l I 4 U U I _ L = 2 截击 图 1 试 件 尺 寸 及 配 筋 ( 单位 : mm) Fi g 1 Ge o me t r i c Si z e s a n d Re i nf o r c e me nt o f S p e c i me n s( U n i t : mm) 表 3试件参数 Ta b 3 Pa r a me t e r s o f
17、 S p e c i me n s 植筋( 钢筋) 试件编号 植筋深度 ram 锚固情况 直径 ram ZJ 2 0 - 1 O d 2 0 2 0 0 无 z J 2 0 1 0 d单锚 2 O 2 0 0 单锚栓 z J 2 0 1 0 d双锚 2 0 2 0 0 双锚栓 Z J 2 0 1 5 d 2 O 3 O 0 无 z J 2 0 1 5 d单锚 2 O 3 O O 单锚栓 z J 2 0 1 5 d双锚 2 0 3 0 0 双锚栓 试件加载采用分级加载, 每级的荷载增量为 1 0 k N, 荷 载稳 定 时间为 3 mi n , 弹性 阶段采 用荷 载控 制 加载 , 在出现明显
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