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简介（作者编辑）：赫基国际大厦结构设计_林扑强_陈星_张小良_龙秀海.pdf
摘要（系统识别）：
2016年11月上
施工技术
第45卷第21期
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
15
D0L:10.7672/sjs2016210015
低强度混凝土化学植筋有效锚固长度研究
王永泉，张军2，景剑3，陈天骄
(1.河海大学水利水电学院，江苏南京210098：2.江苏中南建筑产业集团有限责任公司，江苏南通226100
3.河海大学土木与交通学院，江苏南京210098)
摘要]化学植筋是一项基于混凝土结构的新型后锚固技术，由于基础使用年限的增加和不断经受大气环境的腐
蚀，设备基础混凝土强度严重降低，混凝土强度对化学植筋性能有重要影响，国内外对强度<20MP的混凝土化学
植筋性能研究较少。为了促进化学植筋能够更加安全、广泛地应用于混凝土结构加固改造中，进行低强度混凝土
化学植筋拉拔试验研究，分析了锚固深度对化学植筋极限承载力的影响。同时，采用平均黏结应力计算模型对有
效锚固深度进行了理论计算，计算结果与试验值吻合良好。
[中图分类号]TU375
[文献标识码]A
[文章编号]1002-8498(2016)21001504
Effective Anchorage Length Study on Bonded Rebar
in Low Strength Concrete
Wang Yongquan',Zhang Jun2,Jing Jian3,Chen Tianjiao'
(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China;
2.Jiangsu Zhongnan Architecture Industry Group Co.,Lid.,Nantong,Jiangsu 226100,China;
3.College of Civil and Transportation Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China)
Abstract:Bonded rebar in concrete structure is a new technique of post-installed fastenings.Because the
equipment foundation is subjected to atmospheric environment corrosion and its service life is increasing,
the strength of concrete which has an important influence on performance of bonded rebar will decrease
severely.But the study on performance of bonded rebar in concrete whose strength is under 20MPa is
insufficient at home and abroad.In order to make bonded rebar be used more securely and widely in
concrete structure's reinforcement and reconstruction,the pull-out tests of bonded rebar in low strength
concrete is conducted in this paper.The influences of anchorage depths on the ultimate bearing capacity
is analyzed.On the other side,the effective anchorage depth calculated through the average stress model
is obtained to be compared with the test results,and the two results agree well.
Key words:concrete;low strength;bonded rebar;anchorages;testing
0引言
最小抗压强度为17MPa。然而，在实际工程中会遇
混凝土基材强度对化学植筋性能有着重要影
到大体积低强度（混凝土强度等级低于C20)混凝土
响，国内外有关规范对混凝土强度做出规定：我国
基础进行设备更换、设备新增、混凝土基础补强等
《混凝土结构加固设计规范》GB50367一2006)中规
工程，此时就需要在低强度混凝土上植筋。
定采用植筋技术，当原结构为悬挑结构时，其混凝
锚固长度是影响植筋性能的重要因素36。本
土抗压强度等级不得低于C25,为其他结构构件时
文针对锚固长度对低强度混凝土化学植筋性能影
混凝土抗压强度等级不得低于C20;美国
响进行试验研究，同时采用平均黏结应力计算模型
ACI355.2)中规定采用化学锚栓技术，混凝土基材
对有效锚固长度进行了理论计算，与试验结果进行
对比。
*国家自然科学基金项目(51409084)；江苏省自然科学基金项目
1化学植筋锚固性能试验
(BK20130836)
[作者简介们王永泉，副教授，E-mail:wyq_hhu@hhu.edu.cn
1.1试验设计及加载装置
[收稿日期削20160704
试验所用素混凝土基材尺寸为：长×宽×高=
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
6
施工技术
第45卷
表1
植筋胶基本成分配合比（质量）
Table 1
The basic composition mix proportion of bar glue
组分名称
黏料
增韧剂
稀释剂
固化剂
填料
触变剂
化学成分
环氧树脂CYDH27
EP2000
501
聚硫醇固化剂K03
800目硅微粉
R816
配合比
20
10
20
9000mm×4000mm×800mm,混凝土设计强度等级
表2
螺杆极限荷载和破坏形态
为C15,实测强度为16.7MPa,采用商品混凝土配合
Table 2
The ultimate loads and failure
比设计为：水：水泥：粉煤灰：砂：石：减水剂=
modes of the screw
锚固深度/
螺杆
极限
0.73:0.76:0.245:3.33:4.56:0.01(质量比)。螺杆
编号
破坏形态
承载力/
平均值/
mm
等级
kN
直径为30mm,强度等级为4.8级和8.8级，植入深
kN
度分别为10d,15d,20d,其中d为螺杆直径(mm)。
34
300(10d0
4.8级
混凝土锥体、
216
螺杆拔出破坏
植筋胶各组分配合比如表1所示。
混凝土锥体、
由于4.8级M30螺杆承载力高，通过手动加载
32
4.8级
202
212
螺杆拔出破坏
很难加载至所需荷载，因此采用60,150t液压千斤
33
混凝土锥体、
300(10d)
4.8级
螺杆拔出破坏
217
顶进行连续加载，通过油压表读取施加液体压力，
34
450(15d0
4.8级
螺杆拉断破坏
238
换算出所施加荷载值。
35
450(150
4.8级
螺杆拉断破坏
244
242
1.2植筋施工过程
36
450(15d)
4.8级
螺杆拉断破坏
245
37
600(20d0
4.8级
螺杆拉断破坏
248
本试验化学植筋施工步骤包括：标定位置，钻
38
600(20d)
4.8级
螺杆拉断破坏
236
247
孔、清孔，注胶、植入螺杆，静置固化，具体操作过程
39
600(20d0
4.8级
螺杆拉断破坏
257
和要求如下。
300(10d0
8.8级
混凝土锥体、
螺杆拔出破坏
227
1)植筋位置标定进行单根螺杆静力拉拔试
混凝土锥体、
验研究，当植筋间距或边距较小时，螺杆之间相互
300(10d0
8.8级
214
215
螺杆拔出破坏
产生影响，从而降低植筋承载力。鉴于上述原因，
300(10)
8.8级
混凝土锥体、
203
螺杆间距定为螺杆实际锚固长度。
螺杆拔出破坏
混凝土锥体、
2)钻孔、清孔使用电动工具钻孔，钻孔完成
450(15d0
8.8级
螺杆拔出破坏
338
后先用钢刷清理孔壁，然后用吹气简进行除尘清
450(15d0
8.8级
混凝土锥体、
329
318
孔，每个孔清孔的次数≥3次，还应在螺杆植入前用
螺杆拔出破坏
混凝土锥体、
工业丙酮将孔壁擦拭干净。孔径大小为35mm。
35
450(15d0
8.8级
螺杆拔出破坏
288
3)注胶、植入螺杆首先应将植筋胶的A(固
600(20d)
8.8级
螺杆拉断破坏
489
化剂)，B(稀释剂)两组分按照1：2的比例进行掺
600(20d
8.8级
螺杆拉断破坏
495
496
38
600(20d0
8.8级
螺杆拉断破坏
503
和、调匀，然后注入植筋孔中，注至孔深的23即可，
将螺杆植人孔中，插入螺杆的同时应将螺杆旋转，
发生混凝土锥体黏结复合破坏时，加载初期，
以排除孔中的空气。
拉力稳步上升且螺杆根部位移较小；荷载继续增加
4)静置固化将植入的螺杆静置固化48h以
至0.6~0.7倍极限承载力时，螺杆根部混凝土隆
上，才能进行拉拔试验。
起，周围出现裂缝和起皮现象，听到混凝土开裂声
1.3试验结果及试验现象
音；继续加载，荷载上升至极限荷载时混凝土表层
1.3.1试验结果（见表2）
破碎并随螺杆产生锥体破坏，此时拉力不再上升且
1.3.2试验现象
逐渐下降，螺杆被徐徐拔出。
1)混凝土锥体破坏
3)螺杆屈服或拉断破坏
螺杆在锚固长度较小(10d)时发生混凝土锥体
当螺杆锚固长度达到有效锚固深度时，将发生
破坏，开始施加荷载时，螺杆所受拉力稳步上升，螺
螺杆拉断破坏：加载初期拉力稳步上升，螺杆根部
杆根部的滑移较小，植筋处于弹性阶段，当荷载增
位移很小，继续加载螺杆根部发生屈服，拉力上升
加至极限荷载时，混凝土基材发生大锥面开裂破
缓慢，位移发展较快，螺杆根部混凝土表层产生裂
坏，此时会听到很大的混凝土崩裂声音，继续加载，
缝并破碎，继续加载至螺杆极限承载力则螺杆被
荷载从最大值快速下降到0。
拉断。
2)锥体黏结复合破坏
由上述3种破坏形态的现象可以看出，混凝土
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
摘要（系统识别）：
2016年11月上
施工技术
第45卷第21期
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
15
D0L:10.7672/sjs2016210015
低强度混凝土化学植筋有效锚固长度研究
王永泉，张军2，景剑3，陈天骄
(1.河海大学水利水电学院，江苏南京210098：2.江苏中南建筑产业集团有限责任公司，江苏南通226100
3.河海大学土木与交通学院，江苏南京210098)
摘要]化学植筋是一项基于混凝土结构的新型后锚固技术，由于基础使用年限的增加和不断经受大气环境的腐
蚀，设备基础混凝土强度严重降低，混凝土强度对化学植筋性能有重要影响，国内外对强度<20MP的混凝土化学
植筋性能研究较少。为了促进化学植筋能够更加安全、广泛地应用于混凝土结构加固改造中，进行低强度混凝土
化学植筋拉拔试验研究，分析了锚固深度对化学植筋极限承载力的影响。同时，采用平均黏结应力计算模型对有
效锚固深度进行了理论计算，计算结果与试验值吻合良好。
[中图分类号]TU375
[文献标识码]A
[文章编号]1002-8498(2016)21001504
Effective Anchorage Length Study on Bonded Rebar
in Low Strength Concrete
Wang Yongquan',Zhang Jun2,Jing Jian3,Chen Tianjiao'
(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China;
2.Jiangsu Zhongnan Architecture Industry Group Co.,Lid.,Nantong,Jiangsu 226100,China;
3.College of Civil and Transportation Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China)
Abstract:Bonded rebar in concrete structure is a new technique of post-installed fastenings.Because the
equipment foundation is subjected to atmospheric environment corrosion and its service life is increasing,
the strength of concrete which has an important influence on performance of bonded rebar will decrease
severely.But the study on performance of bonded rebar in concrete whose strength is under 20MPa is
insufficient at home and abroad.In order to make bonded rebar be used more securely and widely in
concrete structure's reinforcement and reconstruction,the pull-out tests of bonded rebar in low strength
concrete is conducted in this paper.The influences of anchorage depths on the ultimate bearing capacity
is analyzed.On the other side,the effective anchorage depth calculated through the average stress model
is obtained to be compared with the test results,and the two results agree well.
Key words:concrete;low strength;bonded rebar;anchorages;testing
0引言
最小抗压强度为17MPa。然而，在实际工程中会遇
混凝土基材强度对化学植筋性能有着重要影
到大体积低强度（混凝土强度等级低于C20)混凝土
响，国内外有关规范对混凝土强度做出规定：我国
基础进行设备更换、设备新增、混凝土基础补强等
《混凝土结构加固设计规范》GB50367一2006)中规
工程，此时就需要在低强度混凝土上植筋。
定采用植筋技术，当原结构为悬挑结构时，其混凝
锚固长度是影响植筋性能的重要因素36。本
土抗压强度等级不得低于C25,为其他结构构件时
文针对锚固长度对低强度混凝土化学植筋性能影
混凝土抗压强度等级不得低于C20;美国
响进行试验研究，同时采用平均黏结应力计算模型
ACI355.2)中规定采用化学锚栓技术，混凝土基材
对有效锚固长度进行了理论计算，与试验结果进行
对比。
*国家自然科学基金项目(51409084)；江苏省自然科学基金项目
1化学植筋锚固性能试验
(BK20130836)
[作者简介们王永泉，副教授，E-mail:wyq_hhu@hhu.edu.cn
1.1试验设计及加载装置
[收稿日期削20160704
试验所用素混凝土基材尺寸为：长×宽×高=
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
6
施工技术
第45卷
表1
植筋胶基本成分配合比（质量）
Table 1
The basic composition mix proportion of bar glue
组分名称
黏料
增韧剂
稀释剂
固化剂
填料
触变剂
化学成分
环氧树脂CYDH27
EP2000
501
聚硫醇固化剂K03
800目硅微粉
R816
配合比
20
10
20
9000mm×4000mm×800mm,混凝土设计强度等级
表2
螺杆极限荷载和破坏形态
为C15,实测强度为16.7MPa,采用商品混凝土配合
Table 2
The ultimate loads and failure
比设计为：水：水泥：粉煤灰：砂：石：减水剂=
modes of the screw
锚固深度/
螺杆
极限
0.73:0.76:0.245:3.33:4.56:0.01(质量比)。螺杆
编号
破坏形态
承载力/
平均值/
mm
等级
kN
直径为30mm,强度等级为4.8级和8.8级，植入深
kN
度分别为10d,15d,20d,其中d为螺杆直径(mm)。
34
300(10d0
4.8级
混凝土锥体、
216
螺杆拔出破坏
植筋胶各组分配合比如表1所示。
混凝土锥体、
由于4.8级M30螺杆承载力高，通过手动加载
32
4.8级
202
212
螺杆拔出破坏
很难加载至所需荷载，因此采用60,150t液压千斤
33
混凝土锥体、
300(10d)
4.8级
螺杆拔出破坏
217
顶进行连续加载，通过油压表读取施加液体压力，
34
450(15d0
4.8级
螺杆拉断破坏
238
换算出所施加荷载值。
35
450(150
4.8级
螺杆拉断破坏
244
242
1.2植筋施工过程
36
450(15d)
4.8级
螺杆拉断破坏
245
37
600(20d0
4.8级
螺杆拉断破坏
248
本试验化学植筋施工步骤包括：标定位置，钻
38
600(20d)
4.8级
螺杆拉断破坏
236
247
孔、清孔，注胶、植入螺杆，静置固化，具体操作过程
39
600(20d0
4.8级
螺杆拉断破坏
257
和要求如下。
300(10d0
8.8级
混凝土锥体、
螺杆拔出破坏
227
1)植筋位置标定进行单根螺杆静力拉拔试
混凝土锥体、
验研究，当植筋间距或边距较小时，螺杆之间相互
300(10d0
8.8级
214
215
螺杆拔出破坏
产生影响，从而降低植筋承载力。鉴于上述原因，
300(10)
8.8级
混凝土锥体、
203
螺杆间距定为螺杆实际锚固长度。
螺杆拔出破坏
混凝土锥体、
2)钻孔、清孔使用电动工具钻孔，钻孔完成
450(15d0
8.8级
螺杆拔出破坏
338
后先用钢刷清理孔壁，然后用吹气简进行除尘清
450(15d0
8.8级
混凝土锥体、
329
318
孔，每个孔清孔的次数≥3次，还应在螺杆植入前用
螺杆拔出破坏
混凝土锥体、
工业丙酮将孔壁擦拭干净。孔径大小为35mm。
35
450(15d0
8.8级
螺杆拔出破坏
288
3)注胶、植入螺杆首先应将植筋胶的A(固
600(20d)
8.8级
螺杆拉断破坏
489
化剂)，B(稀释剂)两组分按照1：2的比例进行掺
600(20d
8.8级
螺杆拉断破坏
495
496
38
600(20d0
8.8级
螺杆拉断破坏
503
和、调匀，然后注入植筋孔中，注至孔深的23即可，
将螺杆植人孔中，插入螺杆的同时应将螺杆旋转，
发生混凝土锥体黏结复合破坏时，加载初期，
以排除孔中的空气。
拉力稳步上升且螺杆根部位移较小；荷载继续增加
4)静置固化将植入的螺杆静置固化48h以
至0.6~0.7倍极限承载力时，螺杆根部混凝土隆
上，才能进行拉拔试验。
起，周围出现裂缝和起皮现象，听到混凝土开裂声
1.3试验结果及试验现象
音；继续加载，荷载上升至极限荷载时混凝土表层
1.3.1试验结果（见表2）
破碎并随螺杆产生锥体破坏，此时拉力不再上升且
1.3.2试验现象
逐渐下降，螺杆被徐徐拔出。
1)混凝土锥体破坏
3)螺杆屈服或拉断破坏
螺杆在锚固长度较小(10d)时发生混凝土锥体
当螺杆锚固长度达到有效锚固深度时，将发生
破坏，开始施加荷载时，螺杆所受拉力稳步上升，螺
螺杆拉断破坏：加载初期拉力稳步上升，螺杆根部
杆根部的滑移较小，植筋处于弹性阶段，当荷载增
位移很小，继续加载螺杆根部发生屈服，拉力上升
加至极限荷载时，混凝土基材发生大锥面开裂破
缓慢，位移发展较快，螺杆根部混凝土表层产生裂
坏，此时会听到很大的混凝土崩裂声音，继续加载，
缝并破碎，继续加载至螺杆极限承载力则螺杆被
荷载从最大值快速下降到0。
拉断。
2)锥体黏结复合破坏
由上述3种破坏形态的现象可以看出，混凝土
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
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