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新旧混凝土界面抗剪承载力试验研究.pdf
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1、低温建筑技术 2 0 1 2 年第4 期( 总第 1 6 6 期) 新 旧混凝土界面抗剪承载力试 验研 究 房树 田 , 张英。 , 仲文昭 ( 1 黑龙江工程学院土木与建筑工程学院。 哈尔滨1 5 0 0 0 1 : 2 黑龙江工商职业技术学院热能与材料工程学院 哈尔滨1 5 0 0 0 1 ; 3 哈尔滨工程大学航天与建筑 工程学院 哈尔滨1 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 通过新旧混凝土界面抗剪承载力试验, 给出界面在不同配筋率, 不同界面连接方式时的承载能 力。观察试件的破坏特征 , 并分析其破坏的原因。测得在不同剪力情况下的, 界面的竖向位移, 得出剪力 一位移 图。比较界面光滑
2、与界面凿毛处理的界面抗剪承载力和破坏特征的异同。 【 关键词】 新旧混凝土界面; 抗剪承载力; 破坏特征 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 3 4 0 3 目前 , 国内对新旧混凝土结合面的剪切性能研究 较少, 开展新旧混凝土植筋结合面的力学性能试验研 究 , 可为实际应用提供科学依据和工程参考, 对结构 加固工程具有非常重要的现实意义。文中通过新旧 混凝土界面抗剪承载力试验, 观察试件的破坏特征 , 分析其破坏的原因, 并比较界面光滑与界面凿毛处理 的界面抗剪承载力和破坏特征
3、 的异 同。 1 试验概况 1 1 实验方案及试件制作 试件采用混凝土强度等级为 C 3 0混凝土, 试件采 用 z型试件来进行新旧混凝土界面抗剪实验, 试件受 剪截面2 0 0 ra m 2 0 0 m m, 钢筋采用 H P B 2 3 5级, 分别在 光 滑、 人 工 凿 毛处理 界面 的形 式 下, 采 用 配筋率 0 0 7 ( 1 4 ) 6 ) , 0 1 2 ( 1 4 , 8 ) , 0 2 ( 1 4 , 1 o ) , 下测得 抗剪承载力。钢筋植入深度均为 1 0 e m 。加载方式竖 向单轴受压。见图 1 、 2 。 先 配2 根 6 的钢筋 图1 z 形试件截面 (
4、在垂直纸面方向的长度为2 0 0 ra m) 钢筋数量及尺寸 : 直径为 6 m m, 长度 2 0 0 m m, 数 量 : 2根。直径为 8 m m, 长度 2 0 0 m m, 数量: 2根。直径 为 1 0 ra m, 长度 2 0 0 l n n l , 数量 : 2根。 试件做法 : 做 好模具 , 先 浇筑 下部 L形 混凝 土部 件 , 当混凝土达到强度要求后, 分别采用光滑界面试 件 3个, 人工凿毛界面试件 3个, 采用灌砂法 , 测得界 图2 U眵 先浇筑混凝土试件 ( 数量6 个 ) 面粗糙度。再钻孔后注入植筋胶 , 插入钢筋后 , 等胶 水达到需要强度后, 再浇筑上部
5、倒 L 形混凝土, 在倒 L 形部分配两根 的钢筋, 防止混凝土先压坏。等 z 型试件达到一定强度后 , 拆模, 并浇水养护 2 8 d 。 试件编号如表 l 所示。人工凿毛处理界面试件编 号为6一 b , 8 一b , 1 0一 b , 其它同表 1 。 表 1 光滑界面试件编号 1 2 加载方案及试验过程 加载仪器 : 微机控制电液伺服压力试验机。 加载方案: 用直接加 压方式, 加载速 度控制在 0 0 2 0 0 4 k N s 之间, 逐步加载直至 z型试件破坏。 试验步骤 : 将 z型试件上下两块苯板处的多余 混凝土敲干净 ; 将试件搬至试验仪器的加载台上, 在试件上平面上放一块钢
6、板使之能均匀加载; 调整 千斤顶使之接触到钢板上, 预加载使之接触紧密, 调 基金项 目 哈尔滨工程大学大学生科研训练计划项 目( 1 0 0 1 0 2 0 1 0 ) 房树 【 I 1 等 : 新 1 日 混凝 土界面抗剪承载力 试验研究 3 5 整位移后, 正式开始加载 , 记录剪力值及相应的位移; 加载到试件破坏后, 将试件取下。 2实验结果及分析 根据公式来计算实验中试件的抗剪承载能力的 设计值和标准值见表 2 、 表 3 , 用来与实际实验结果进 行对比, 分析产生误差的原因。 表2 光滑界面试件抗剪承载力设计值 表3 人工凿毛处理界面试件抗剪承载力设计值 实验中采用单轴加压 z型
7、试件, 对新旧混凝土界 面施加纯剪力 , 直至试件破坏的最大剪力值 , 即为实 Z R 韶 验试件界面抗剪承载力见表 4 。 表4 实际试件抗剪承载力 k N 由上述三个表格中的数据可看出, 实际试件的界 面抗剪承载力要 比采用前文所述的公式计算 的抗剪 承载力标准值大很多。试验中应该取压缩的屈服剪 力作为准确的实验数据 , 因为, 当试件达到最大的破 坏荷载时, 上部的倒 L型试件底面可能已经与正 L型 试件接触, 造成数据不准确。在实验中采用微机对伺 服压力机的加载进行控制, 同时记录试件界面产生的 位移, 根据实验测得的剪力和相应的位移值, 画出相 应的剪力 位移曲线 见图 3 5 )
8、。 由上面的测试结果和剪力一 位移图形, 可充分证明 界面粗糙程度对抗剪 和剪 力刚度有 极大 的影 响, 在 同 样配筋的状况下, 界面粗糙的试件几乎是界面光滑的 试件的界面抗剪承载力的两倍, 所以在实际工程 中, 增加界面的粗糙度是增加界面抗剪承载力 的一个重 要手段。增加界面粗糙度的方法有 : 采用高压喷水处 理界面、 喷砂处理界面、 人工凿毛等方法 。 界面竖向位移 m m 图3 试件剪力一 位移图 ( d = 6 mm) 界面竖向位移 mm 图4 试件剪力一 位移图 ( d = 8 mm) 3 试件破坏特征和分析 3 1 试验现象描述 在试验 中 , 在加 载起 初 阶段 , 试件
9、在 界面 上没 有 任何裂缝, 随着荷载的增加, 界面光滑的试件首先在 界面上出现裂缝, 接着竖向界面位移快速增加, 而剪 力增 加的速度很慢 。对 于界 面凿毛 的试 件 , 加载 到界 面出现裂缝时, 剪力达到最大 , 接着剪力随着界面竖 向位移的增加而减少 。 在所有的试件中, 当界面出现裂缝时, 试件都可 以继续承受剪力 , 所 以由此可以看出, 采用植筋法, 连 接新旧混凝土的结构, 抗剪破坏是属于延性破坏, 符 合当今工程的要求。 界面竖向位移 mm 图5 试件剪力一 位移 图 ( d = l O mm) 3 2 试件的破坏形态 采用光滑界面制作的两组试件, 整个试件混凝土 基本没
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