混凝土植筋拉拔试验过程及研究

马立荣

（陕西能源职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

混凝土植筋拉拔试验过程及研究

马立荣

（陕西能源职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

本文阐述混凝土植筋拉拔试验的试验设计以及试验的实施过程，研究了混凝土植单锚、群锚在拉拔力作用下的破坏形态。讨论单锚效应、群锚组合效应对混凝土植筋极限承载力的影响。实验表明：随着锚筋数目的增加，群锚效应越显著，锚栓的承载力有一定的提高。

单锚；群锚；拉拔试验

跟随建筑业不断发展的脚步,我国开始逐步进入混凝土结构的改造和维护的高峰期,结构加固技术中植筋锚固技术是重要手段之一。例如为延续建筑物的寿命展开的旧楼改造，满足抗震要求加固及以及建筑物加层，种植螺纹钢筋、种植螺杆等。

一、试验目的

本次试验拟考查1根植筋的单锚抗拉强度与2～3根植筋的群锚抗拉强度之间的关系（具有相同的锚固深度的条件下）根据试验测得的有关数据研究群锚效应的影响。

二、主要仪器设备

1. 选用两块矩形钢板，并在相应位置钻孔，以和锚固钢筋和拉杆相连接；

2. 四根Φ26的螺栓杆；

3. 五个锚具；

4. 位移计两个和力传感器一个；

5. 10吨千斤顶一台；

6. 支座两个；

7. 两个矩形钢板梁，作为千斤顶的支座；

8. 支座垫块（使用为钢砖）等等。

三、试样制备

1. 试验试件尺寸及配筋见图1（为排除混凝土可能发生锥形破坏的可能性，每一试件的平面尺寸也不宜太小），；

2. 试验使用混凝土强度等级为C20；直径为12的Ⅱ级螺纹钢；植入深度为10d；

3. 每一直径钢筋做3个测试点（为保证测试数据的准确性和可信度）；

4. 混凝土试件上1根、2根、3根各3个测试点，则植筋总数为18根，钢筋布置平面见图1所示；

5. 锚筋的直径、植入深度、间距及边距符合规范要求。

图1 试件尺寸及钢筋布置平面图

四、试验步骤

1. 模型组装

1) 将矩形钢板套在锚固钢筋上，并将四根螺栓杆套在矩形钢板上，底部套上2-3个螺母；

2) 支座安装就位；

3) 调平矩形钢板，在适当位置套上锚具；

4) 放置矩形钢板梁至支座上；

5) 千斤顶和力传感器安装就位；

6) 在力传感器顶部放上矩形钢板，并用定位螺杆和螺母定位调平；

7) 位移计安装就位；

2. 加载设计：共12级，每级5KN逐级递增加载，且在节点2、4对称分级加载，

3. 加载制度：采用分级加载制度，荷载逐级增加，以预计极限荷载的10%为一级，加载至锚固破坏。1～3植筋时受拉承载力分别为38KN、75KN、113KN。

4.试验过程

1) 加载：为抵消锚具的位移，采用初加载10KN的方式且位移计调零，以抵消锚具的位移；然后分级加载，每级5KN。

2) 观测：每级加载后，位移计和力传感器读数并记录，在记录过程中继续加载。

3) 试验数据（A、B、C分别代表植筋数目1、2、3根时对应的试验方案）：

五、试验数据分析

1. 荷载较小时，符合力学的应力应变关系近似为线性。随着荷载的逐级增加，曲线发生变化出现拐点，并达到极限状态。钢筋屈服后，植入钢筋应力值变化较小，而应变增加，结构胶与混凝土间作用的粘结力逐步发生破坏。在植筋被拔出的过程中，由于机械咬合力和摩擦力充当破坏面粘结力，从而出现荷载下降，滑移急剧增大。

表1 实验测量数据

2. 在拉拔力作用下，单锚主要发生的破坏形式有两种：混凝土锥形破坏及一根锚固钢筋被拉断如图2所示。单锚的承载力低，钢筋充分发挥其承载力后成脆性破坏。

3. 随着锚固钢筋数量的增加，植入锚固筋数目为2根或者3根时，混凝土首先破坏，群锚破坏明显，破坏形式呈现辐射状如图2所示。通过表1的数据对比可知，随着植筋数量的增加，其极限承载力有一定提高。

4. 试验中，由于设备有限，无法捕捉到下降段试验数据。

图2 单锚、群锚状破坏形式

六、误差分析

导致误差较大的主要原因是试际测量过程中梁发生了向一侧扭转的现象，以及读数不稳定。

七、结论

1. 应用sap软件建立模型，通过sap模型分析发现，sap和理论计算基本一致，而试际测量值偏大，但变化趋势一致，可认为理论计算模型正确。

2. 根据理论模型能确定结构的极限荷载及正常使用荷载。

1) 极限荷载

Es：弹性支座的弹性模量；

l：梁的跨度。

2) 正常使用荷载p正可由p极/γ确定，γ为结构重要性系数。

3. 单锚的极限承载力与其力学性能接近；植筋数目为2根或者3根组成的群锚其极限承 载力有一定的提高，群锚效应效果明显。

［1］JGJ 145 － 2004，混凝土结构后锚固技术规程 ［S］．

［2］GB50367 － 2006，混凝土结构加固设计规范 ［S］．

［3］GB50010 － 2010，混凝土结构设计规范 ［S］．

［4］谢群．化学植筋式后锚固连接群锚受力性能试验研究［D］.上海：同济大学，2006

G322

B

1007-6344（2017）05-0338-01

马立荣（1985-），女，河北承德人，硕士，陕西能源职业技术学院，助教，研究方向：建筑工程