混凝土植筋结构多筋植筋锚固效应的试验研究

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化学植筋技术是我国目前常用的加固技术之一,但是目前国内外的试验研究大多采用单筋植筋或双筋植筋的拉拔试验;然而实际工程中,由于构件尺寸等要求的限制,经常会遇到植筋埋深不满足设计要求的情况,这时候就需要采用多筋植筋的方法。多筋植筋的受力情况较单筋植筋而言更为复杂,多筋植筋由于间距的或者边距的限制,导致各植筋混凝土锥体重叠,从而导致承载能力的降低,为了研究锚固深度,植筋数量,植筋边距以及植筋间距对多筋植筋承载能力的影响;本文从以下三个方面展开了研究:以植筋间距、植筋边距、植筋数量以及植筋埋深为主要参数设计了15组多筋植筋试件,同时为了分析多筋植筋的群锚效应,设置了4个对应多筋植筋埋深的单筋试件,总计共19个植筋试件;对19个植筋试件进行拉拔试验,测出了各试件的植筋端头的荷载-位移曲线以及混凝土表面的荷载-位移曲线,通过荷载-位移曲线分析了各参数对多筋植筋的影响;试验研究表明群锚效应随着植筋间距、植筋边距的增大而减小,随着植筋数量的增加而增大,植筋埋深对多筋植筋群锚效应的影响较小。同时推导出了间距及边距对多筋植筋承载能力的影响系数表达式;本文通过有限元分析软件ABAQUS,通过在植筋胶与混凝土之间建立非线性弹簧单元spring2,模拟植筋胶与混凝土之间的粘结滑移关系,通过对试验模型进行建模并与试验结果进行对比,验证了该模型的可行性;通过建立23个各个间距下不同埋深的植筋试件,分析植筋埋深与群锚效应之间的关系;有限元模拟表明,埋深为6d~10d之间,群锚效应会随着埋深的增大而减小;埋深为10d~12d,埋深对多筋植筋的群锚效应影响较小。基于试验研究、有限元模拟研究以及单筋复合破坏承载能力计算表达式,同时考虑了多筋植筋边距以及多筋植筋间距对多筋植筋承载能力的影响,推导出多筋植筋承载能力计算公式,计算结果表明,计算值与试验值吻合良好。
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