新旧混凝土界面剪切试验研究

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，主要研宄内容如下：
　　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，裂缝发展等来研宄抗剪性能。
　　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，裂缝发展等来研宄抗剪性能。
　　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宄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通过研宄试验结果的荷载-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。

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1绪论

1 .1 引言

1 .2国内外研究现状

1 .3新旧混凝土界面粘结的影响因素

1 .4新旧混凝土连接的局限性

1 .5本文的主要研究内容

2新旧混凝土界面粘结机理理论

2 .1新旧混凝土界面粘结机理研究

2 .2植入界面钢筋新旧混凝土界面粘结机理研究

2 .3植筋法新旧混凝土抗剪力研究

2 .4本章小结

3 试验研究方案

3 .1引言

3 .2试验设计

3 .3 试验构件制作

3 .4 试验方案

3 .5 本章小结

4试验结果及分析

4 .1 引言

4 .2 材料力学性能试验

4 .3试验现象及试验破坏形式

4 .4界面剪切试验结果曲线

4 .5 新旧混凝土界面处理凿毛与去皮对比

4 .6 新旧混凝土界面钢筋采用植筋和焊接U 型箱筋试验对比

4 .7 界面钢筋不同植筋率下界面剪切试验结果对比

4 .8 混凝土界面涂刷界面剂对抗剪性能的影响

4 .9 新旧混凝土界面F-S和F-W简化模型

4 .1 0新旧混凝土界面钢筋受力分析

4 .11本章小结

5结论与展望

5 .1 全文总结

5 .2 本文创新点

5 .3 今后研究展望

致谢

参考文献