钢筋混凝土结构中预埋件的设计方法(六)——弯剪和弯剪扭预埋件

<正> 二、配置直锚筋的弯剪扭预埋件(一) 弯剪扭预埋件的力学模型及其计算公式的推导图85(a)为均匀配置直锚筋的预埋件,作用在预埋件上的外力为剪力V,弯矩M=Ve和扭矩T=Ve_1。在第五讲中的弯剪预埋件试验研究说明,最外一排受拉锚筋对预埋件强度起控制作用,该排锚筋承受由外弯矩产生的拉力和外剪力产生的剪力。对弯剪扭预埋件的研究同样说明,最外一排角部受拉锚筋对预埋件强度起控制作用,该排角部锚筋承受由外弯矩产生的拉力、外剪力产生的剪力以及外扭矩产生的最大剪力。由此对于弯剪扭预埋件而言,     

弯剪受力下预埋件与后锚固连接设计方法的比较

分析了弯剪作用下预埋件与后锚固两种锚固方式的设计特点,通过一个工程算例的计算结果比较可知,后锚固设计中当考虑全部锚筋参与受剪时,可充分发挥锚筋强度,而且与预埋件设计结果具有可比性。预埋件设计较全面地考虑了多种因素对承载力的影响,对后锚固连接设计有借鉴意义。     

钢筋预埋件和角钢预埋件的新设计法(四)——剪扭及轴心、偏心受拉预埋件

<正> 一、受剪扭预埋件直锚筋总截面重心与锚板外表面平面内剪力作用线不重合的预埋件称为受剪扭预埋件(图24)。直锚筋均匀配置的受剪扭预埋件,其直锚筋的抗剪强度应按下列公式计算:     

钢筋混凝土结构中预埋件的设计方法(二)——受剪预埋件

<正> 二、配置角钢锚筋的受剪预埋件(一) 受剪预埋件的受力预性能1.工作状态根据预埋件试验的破坏特征及剪力V-位移δ曲线(图15),配置角钢锚筋的受剪预埋件工作状态可分为三个阶段。(1) 弹性阶段60%极限剪力V_u以内如图15中V-δ曲线的OA段,外剪力主要由锚板底边下混凝土承压强度和锚板与混凝土之间的粘结力承担。此时由于锚板与混凝     

综合管廊变形缝抗剪锚筋往复加载试验研究

现浇钢筋混凝土综合管廊变形缝发生变位,会使廊内连续布置管线沿纵向产生附加内力,影响管道安全。为限制综合管廊变形缝处的变位,工程采用在缝间设置抗剪锚筋。为研究综合管廊变形缝处抗剪锚筋的力学性能和抗震延性,以成都天府新区某综合管廊工程为背景,以抗剪锚筋布置方式、锚筋数量以及抗剪锚筋锚入长度为参数,通过4个整体结构缩尺模型的往复加载试验,对采用抗剪锚筋连接的综合管廊变形缝受力性能和抗震延性进行较为系统的研究,得到试件的破坏形态和破坏现象、力 位移曲线及延性系数。试验研究结果表明：综合管廊变形缝处设置的抗剪锚筋具有良好的延性和抗震性能;试验条件下的抗剪锚筋锚入长度均未出现锚固失效;试件破坏现象以抗剪锚筋断裂为主,并伴有混凝土大幅度开裂;试件的极限承载力大小与抗剪锚筋配置数量成正比;仅侧壁布置抗剪锚筋相对于四周均布置抗剪锚筋,极限承载力大小无明显变化,极限位移相对更大,延性性能相对较差。     

钢筋混凝土结构中预埋件的设计方法(七)——拉剪和拉弯剪预埋件

<正> 拉剪和拉弯剪预埋件在钢筋混凝土结构中的应用是比较普遍的,例如连接柱间支撑的预埋件,它是保证支撑杆件传递节点内力的关键。在唐山、丰南地震中,这种预埋件节点发生过不同程度的震害,引起了大家的重视。拉剪和拉弯剪预埋件的构造如图94所示,对于连接柱间支撑的预埋件,为了简化柱子设计编号和防止柱子安装的错误,往往采用图94(b)所示的构造,即锚筋两端采用同样的锚板;当预埋件受力较大时,往往采用等肢角钢锚筋如图94(d)所示。从图中可以看出,这种预埋件处于轴拉力N=Psina、     

钢筋预埋件和角钢预埋件的新设计法(五)——受拉剪、弯剪和压剪弯预埋件

<正> 一、受中心拉剪预埋件受中心拉剪预埋件亦称为受斜拉预埋件(图33),对称于拉力和剪力作用平面均匀配置的直锚筋的总截面面积A_s按下列公式计算:     

钢筋预埋件和角钢预埋件的新设计法(三)——受剪预埋件

<正> 一、采用直锚筋的受剪预埋件由锚板和对称于剪力作用线均匀配置的直锚筋所组成的预埋件(图14),其直锚筋的总截面面积A_s应按下列公式计算: A_s≥V/(α_r·α_v·f_y) (1)式中V——设计剪力; α_r——锚筋排数的影响系数:当2排时取1.0;3排时取0.9;4排时取0.85; α_v——锚筋的抗剪强度系数:     

钢筋混凝土有腹筋梁受剪机理试验研究

为研究钢筋混凝土有腹筋梁的受剪机理,以剪跨比、混凝土强度等级、配箍率为变量,完成了集中荷载作用下16根钢筋混凝土简支梁受剪性能试验。为了避免过高的纵筋配筋率,采用HRB600级钢筋作为纵向受拉钢筋。通过在箍筋内部开槽预埋电阻应变片测量箍筋的应变,分别得到钢筋混凝土有腹筋梁中混凝土和箍筋承担的剪力。试验结果表明：剪跨比和混凝土强度等级对混凝土和箍筋分担的剪力在总剪力中所占比例有显著影响,且二者呈相反的变化趋势;当剪跨比较小时,配箍能提升混凝土的受剪承载力,但箍筋本身承担的剪力较小,箍筋甚至不能屈服;当剪跨比较大时,斜裂缝倾角小于45°,实际与裂缝相交的箍筋数量多于按45°计算的数量,箍筋承担的剪力增大。与无腹筋梁相比,大剪跨比（剪跨比为3）有腹筋梁中混凝土承担的剪力减小。在试验研究的基础上,收集了国内外369根有腹筋梁受剪承载力的试验数据,采用统计分析方法得到了有腹筋梁受剪承载力计算公式,其较GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算公式更加合理,计算结果也偏于安全。     

钢筋混凝土柱弯剪性能尺寸效应非线性有限元分析

基于8个不同截面尺寸钢筋混凝土柱的单调加载试验,采用有限元软件ABAQUS对其进行了弯剪性能尺寸效应分析。通过合理选择材料本构关系及破坏准则,有限元分析得到的荷载-位移关系曲线与试验结果吻合较好。在此基础上进行了参数拓展分析,研究了截面尺寸和配箍形式对大截面尺寸的钢筋混凝土柱弯剪性能的影响,结果表明:当截面边长超过700mm时,试件的弯剪性能仍然存在尺寸效应,但随着截面尺寸的增大,尺寸效应减弱;减小箍筋直径和间距可以减弱尺寸效应对试件弯剪性能的影响。     

钢桁架与混凝土墙间单剪板连接预埋件构造形式的抗震性能试验研究

本文通过6个试件,对钢桁架与混凝土核心筒之间采用单剪板连接时节点预埋件的不同构造方案进行了低周反复加载试验研究。所研究的4种预埋件构造形式分别为栓钉锚固、钢筋栓钉锚固、夹板钢筋锚固和钢板型钢锚固,产生了两类不同的破坏形态。栓钉锚固预埋件的破坏主要由混凝土破坏所致,包括在反复荷载下栓钉的粘结滑移和混凝土的局部破坏脱落,影响了承载力,后期变形大。后3种预埋件构造形式破坏的共同点是上下端的锚固钢筋或钢板对破坏起控制作用。其中钢板型钢锚固预埋件可以通过加强锚固钢板达到很高的承载力,具有良好的综合抗震性能;钢筋栓钉锚固预埋件和夹板钢筋锚固预埋件的承载力和刚度,主要取决于锚固钢筋,在4种构造形式中抗震性能居中。     

FRP筋复合式锚具锚固性能的试验研究

当复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索应用到缆索承重桥梁的拉索体系中时,粘结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。对此,根据普通拉索锚固体系的特点,并结合FRP筋夹片式锚具和粘结式锚具的研究成果,提出了锚固FRP筋的复合式锚具。复合式锚具由后部的楔紧锚固和前部的粘结锚固组成,其中楔紧锚固部分包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,粘结锚固部分包括钢套筒和粘结介质-活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)。静载试验研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等参数对复合式锚具锚固性能的影响。结果表明:复合式锚具试件中的极限荷载最大为208kN,相应的锚固效率系数为104%,大于95%,满足规范要求。复合式锚具两种锚固形式的锚固长度较合理组合为:对不预张拉锚具,可取锚杯长度40mm以及粘结锚固长度100mm;对预张拉锚具,可取锚杯长度60mm以及粘结锚固长度60mm。提出的复合式锚具极限荷载计算式具有较好的适用性。     

FLAC3D中锚杆破断失效的实现及应用

 为解决FLAC3D中CABLE单元无法实现锚杆(索)破断失效的问题,提出锚杆(索)破断判据U(i)≥Umax(i),在此基础上建立CABLE单元杆体修正力学模型,修正模型增加了破断失效功能,并采用Fish语言编程,将修正模型嵌入到FLAC3D主程序中,实现锚杆破断失效的“单元化”,由局部到整体自发实现锚杆的宏观破断效果。进行锚杆杆体拉伸实验和锚喷支护效果对比的算例分析,结果表明：(1) 修正模型锚杆杆体拉伸荷载–位移曲线呈现出第三阶段破断失效的特性,符合杆体实际力学行为,达到了定量破断的预期效果,且响应灵敏;(2) 地应力超过一定值后,采用修正模型的支护方案中锚杆、锚索出现了破断,且呈现出的力学行为符合锚杆(索)破断失效力学机制,提高了工程模拟的准确度和精度;(3) 破断实现方法扩展了FLAC3D的应用范围,增强了模拟能力。同时分析指出了实现方法可达到的有益效果、存在的局限性及下一步研究方向。     

直锚式涨壳锚杆抗拔特性现场试验研究

普通锚杆在承受拉拔荷载时受力不均匀易发生杆体拔出破坏,因此涨壳式锚杆等新型锚杆逐渐得到了研发应用。本研究在强—中风化和中风化两种场地下,对36mm和52mm直径的普通锚杆和自制涨壳锚杆进行了现场拉拔试验,研究了场地类型、锚杆直径及是否涨壳等因素对锚杆拉拔承载力的影响。并进一步通过构造小波函数对粘结应力随深度变化曲线进行了模拟,探讨了涨壳式岩石锚杆的传力机理。发现涨壳式锚杆由于增加了锚杆端部与岩石之间的嵌固力,改善了锚杆的轴力分布,可以很好地避免杆体拔出破坏,显著提高了岩石锚杆基础拉拔承载力。     

植筋技术的理解与工程应用

通过工程实例,介绍了植筋技术设计的基本要求,影响植筋承载力的因素及基本破坏形态,对植筋锚固长度不满足规范要求时提出了两种处理方法,指出植筋技术在建筑改造、扩建及加固工程中得到广泛应用,并带来了较好的经济效益。     

Pull-out behavior of prestressing strands in steel fiber reinforced concrete

This paper presents the results of an experimental study investigating the effects of steel fibers on the mechanical properties of concrete and the enhancement of bond strength of prestressing strands in steel fiber reinforced concrete (SFRC). The first part of the experimental program consisted of compression, tension and flexural tests on SFRC. Two types of steel fibers with 30 mm and 60 mm fiber lengths were used with five different fiber contents. The second part of the study consisted of simple pull-out tests on 12.7 mm and 15.2 mm diameter seven-wire untensioned prestressing strands embedded in concrete blocks. The pull-out tests were conducted with two different fiber lengths and five different fiber contents for each strand diameter. The steel fibers were observed to improve the pull-out resistance of strands by controlling the crack growth inside concrete blocks.     

非接触方式钢筋绑扎搭接连接的工作机理分析及应注意的问题

绑扎搭接是钢筋连接的一种常用方式,按照钢筋空间位置的排列可分为接触式绑扎搭接和非接触式绑扎搭接两种形式,就其工作机理而言均是通过钢筋的锚固原理实现力的过渡和传递,与传统的接触式绑扎搭接形式相比,非接触式绑扎搭接显然更符合钢筋锚固原理,故具有较高的可靠性。通过合理的构造措施绑扎搭接可以实现与机械连接和焊接等强的传力效果,且在中小直径钢筋的连接上更具综合优势。     

预埋钢筋混凝土梁拉拔性能数值分析

为研究锚筋和混凝土介质之间的粘结特性,利用有限元程序进行预埋钢筋混凝土梁拉拔数值模拟,得到了不同直径预埋钢筋混凝土结构内力与变形分布特征,计算表明,拉拔荷载作用下结构应力集中于混凝土梁端部,并由锚筋顶端向末端、由横截面中心向四周非线性降低,结构变形呈对称分布;特定埋深下,结构静力响应随着钢筋直径增大而减小,结构拉拔承载力增强。     

组合方形灌浆套筒连接性能试验

针对套筒加工工艺、材料、成本等问题,提出了一种由标准无缝方形钢管与带肋钢筋以及螺旋箍筋通过组合拼装而成的新型组合方形灌浆套筒。利用该组合方形套筒,制作了9个7.5倍～12.5倍直径锚固长度的接头试件,通过轴拉试验对接头拉伸性能和工作机理进行研究。结果表明:所有试件均在接头外钢筋某处断裂,接头抗拉强度与连接钢筋抗拉强度标准值的比值均大于1.10,满足规程JGJ 107—2010中对Ⅰ级接头单向拉伸强度要求,当试件的锚固长度达7.5d(d为连接钢筋直径)即可满足条件; 套筒内腔中四角嵌入的焊接钢筋以及螺旋箍筋对套筒的约束机理和应变分布有重要的影响,嵌入的焊接钢筋能承担接头传过来的部分拉力,从而降低方形钢管表面的应力,同时焊接钢筋表面的横肋能有效增加套筒内壁与灌浆料之间的黏结力; 箍筋能进一步约束灌浆料从而提高接头的整体性; 套筒表面应变基本均匀分布,不会出现因套筒截面加工变形导致应变反转等现象。     

岭澳核电站核岛粗钢筋连接中机械接头与锚固块的应用

岭澳核电站核岛钢筋工程中，大量采用了钢筋机械接头与锚固块。实践证明：机械接头及描固块能很好地满足了技术要求，操作简单，可加快施工进度，降低成本，经济效益较好。