新旧混凝土界面剪切试验研究

发布时间：2017-04-11 15:13

  本文关键词：新旧混凝土界面剪切试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：增大截面法曾经是最广泛使用的截面承载力加固方法,在工程界几乎人尽皆知,但是其最关键的环节在于新旧混凝土界面抗剪承载力。界面的抗剪承载力具有很重要的工程意义,构件无论受弯、受剪、受扭承载力加固均会在结合面上产生剪应力。只有当结合面具有足够并且可靠的受剪强度时,新增截面才能与基体混凝土协同工作,实现加固目标。而界面的处理方式和界面钢筋连接方式又对新旧混凝土的抗剪性能有着很大的影响。但是目前工程界和规范普遍推崇的方式为混凝土界面凿毛和界面钢筋采用新增U型箍筋与原有箍筋焊接。虽然在规范中目前对界面凿毛有了规定,但是在实际工程分项验收中凿毛到什么程度几乎不能界定,同时焊接U型箍筋的施工不方便,对原有混凝土结构伤害较大,而且凿除部分混凝土后期的修复也是一个问题。因此本课题提出了一种新的混凝土界面处理方式即清除原来的表层混凝土,深度控制在5-6mm(简称去皮)。同时界面钢筋也采用植筋的连接方式。本课题通过界面剪切试验对比界面凿毛与界面去皮、界面钢筋采用焊接U型箍筋与植筋两种情况下界面的抗剪性能。本文通过完成3根构件12组36个界面剪切试验,主要研究内容如下：①通过对比混凝土界面凿毛和界面去皮的抗剪承载力,刚度,裂缝发展等来研究抗剪性能。②通过对比界面钢筋采用焊接U型箍筋和植筋的抗剪承载力,刚度,裂缝发展等来研究抗剪性能。③通过对比相同界面处理方式、界面钢筋连接方式下不同植筋率时界面的抗剪性能,同时通过对界面钢筋的应变研究钢筋在界面受剪过程中的受力机理。④对比混凝土表面去皮后是否涂刷有机环氧界面剂两种方案的抗剪性能。⑤通过研究试验结果的荷载-剪切位移和荷载-裂缝宽度的关系曲线,得出其荷载-剪切位移关系简化模型和荷载-裂缝宽度的关系简化模型。本文的创新点：1)目前最常用的界面处理方式就是界面凿毛,但是凿毛的程度在实际工程分项验收中难以界定,因此本课题在试验中采取了一种新的混凝土界面处理方式：去皮。通过与界面凿毛对比分析他们的抗剪性能。2)同时在新旧混凝土的界面剪切相关试验中,界面钢筋都采用的是植筋,还没有在界面剪切试验中对比过植筋与焊接U型箍筋抗剪性能的相关研究,本课题首次在这方面做出了对比。3)在本次试验过程中,为了保证新旧混凝土界面为纯剪状态,使外加荷载等于界面所受剪力,从而设计了一种界面剪切自平衡试验装置,该装置不仅安装,拆卸方便,装置简单,组成部分少。并且能尽最大可能使界面处于纯剪状态,使试验结果更加准确。试验结论：混凝土界面采用去皮处理后的抗剪性能各方面明显好于界面凿毛,界面钢筋采用焊接抗剪承载力好于界面植筋,界面去皮涂刷界面剂后也能一定程度提升抗剪性能。
【关键词】：界面剪切 界面处理 界面钢筋连接 抗剪性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 1 绪论14-26
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 国外研究现状16-17
• 1.2.2 国内研究现状17-19
• 1.3 新旧混凝土界面粘结的影响因素19-21
• 1.3.1 新旧混凝土界面粗糙度的影响19-20
• 1.3.2 结合面间界面剂的影响20
• 1.3.3 混凝土强度等级的影响20
• 1.3.4 新旧混凝土养护的影响20
• 1.3.5 界面钢筋的影响20-21
• 1.4 新旧混凝土连接的局限性21-23
• 1.5 本文的主要研究内容23-26
• 2 新旧混凝土界面粘结机理理论26-36
• 2.1 新旧混凝土界面粘结机理研究26-29
• 2.1.1 新旧混凝土界面粘结模型26-28
• 2.1.2 新旧混凝土界面抗剪原理研究28-29
• 2.2 植入界面钢筋新旧混凝土界面粘结机理研究29-33
• 2.2.1 新旧混凝土植筋界面粘结模型29-30
• 2.2.2 新旧混凝土界面植筋抗剪机理30-31
• 2.2.3 植筋法混凝土界面剪切破坏模式31-33
• 2.3 植筋法新旧混凝土抗剪力研究33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 3 试验研究方案36-58
• 3.1 引言36
• 3.2 试验设计36-43
• 3.2.1 试验目的及标准36-37
• 3.2.2 试验构件设计37-40
• 3.2.3 界面钢筋准备40-43
• 3.3 试验构件制作43-53
• 3.3.1 基准构件制作43
• 3.3.2 旧混凝土界面处理43-45
• 3.3.3 植筋及U型箍筋的焊接45-50
• 3.3.4 完成构件制作50-53
• 3.4 试验方案53-57
• 3.4.1 试验测量内容及测量仪器53
• 3.4.2 试验加载方案及加载制度53-57
• 3.5 本章小结57-58
• 4 试验结果及分析58-102
• 4.1 引言58
• 4.2 材料力学性能试验58-61
• 4.2.1 旧混凝土材料力学性能试验58-59
• 4.2.2 新混凝土材料力学性能试验59
• 4.2.3 钢筋的材料力学性能指标59-61
• 4.3 试验现象及试验破坏形式61-64
• 4.3.1 界面凿毛植筋试验现象及破坏模式61-62
• 4.3.2 界面凿毛焊接箍筋试验现象及破坏模式62
• 4.3.3 界面去皮植筋试验现象及破坏模式62-63
• 4.3.4 界面去皮焊接箍筋试验现象及破坏模式63
• 4.3.5 界面涂刷界面剂试验现象及破坏模式63-64
• 4.4 界面剪切试验结果曲线64-71
• 4.4.1 完成构件A试验F-S曲线和F-W曲线64-66
• 4.4.2 完成构件B试验F-S曲线和F-W曲线66-68
• 4.4.3 完成构件C试验F-S曲线和F-W曲线68-71
• 4.5 新旧混凝土界面处理凿毛与去皮对比71-80
• 4.5.1 界面钢筋直径6mm采用植筋时界面凿毛与去皮对比71-72
• 4.5.2 界面钢筋直径6mm采用焊接箍筋时界面凿毛与去皮对比72-74
• 4.5.3 界面钢筋直径8mm采用植筋时界面凿毛与去皮对比74-76
• 4.5.4 界面钢筋直径8mm采用焊接箍筋时界面凿毛与去皮对比76-78
• 4.5.5 新旧混凝土界面凿毛和界面去皮对比结果分析78-80
• 4.6 新旧混凝土界面钢筋采用植筋和焊接U型箍筋试验对比80-91
• 4.6.1 钢筋直径6mm界面凿毛时植筋与焊接箍筋对比曲线80-81
• 4.6.2 钢筋直径6mm界面去皮时植筋与焊接箍筋对比曲线81-83
• 4.6.3 钢筋直径8mm界面凿毛时植筋与焊接箍筋对比曲线83-85
• 4.6.4 钢筋直径8mm界面去皮时植筋与焊接箍筋对比曲线85-87
• 4.6.5 钢筋直径10mm界面去皮时植筋与焊接箍筋对比曲线87-89
• 4.6.6 界面钢筋采用焊接箍筋与植筋的试验对比结果分析89-91
• 4.7 界面钢筋不同植筋率下界面剪切试验结果对比91-95
• 4.7.1 界面钢筋采用植筋时,不同植筋率试验结果对比91-92
• 4.7.2 界面钢筋采用焊接时,不同植筋率试验结果对比92-94
• 4.7.3 界面钢筋不同植筋率对比结果分析94-95
• 4.8 混凝土界面涂刷界面剂对抗剪性能的影响95-97
• 4.8.1 焊接箍筋时涂刷界面剂对新旧混凝土界面试验结果对比95-96
• 4.8.2 涂刷界面剂对界面抗剪性能的影响96-97
• 4.9 新旧混凝土界面F-S和F-W简化模型97-99
• 4.9.1 新旧混凝土界面F-S简化模型97-98
• 4.9.2 新旧混凝土界面F-W简化模型98-99
• 4.10 新旧混凝土界面钢筋受力分析99-100
• 4.11 本章小结100-102
• 5 结论与展望102-104
• 5.1 全文总结102
• 5.2 本文创新点102-103
• 5.3 今后研究展望103-104
• 致谢104-106
• 参考文献106-109

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本文编号：299361