植钢锚固技术破坏机理及粘结滑移本构关系的试验研究

王强 黄子能

摘要：随着经济的发展，我国的建筑事业呈现出较为蓬勃的发展趋势，使得原本的钢筋混凝土结构已经与时代的发展脱节。当前，一些大城市已经开始利用型钢混凝土结构对建筑起到较为良好的加固作用。这种技术是通过一定的辅助材料将型钢植入原本的混凝土之中。这种加固技术也呈现出较为明显的优势，与传统的植入方式存在较多不同。本文针对植钢锚固技术进行概述，简述了其发展以及应用情况，对开展植钢锚固技术破坏机理及粘结滑移本构关系的试验过程进行阐述，详细介绍了试验中的各个环节。

关键词：植钢锚固技术；破坏机理；粘结滑移本构

前言

社会的发展使得人们的生活水平不断提高，各种类型的建筑物也开始出现在城市之中，人们对于自身的居住环境和质量提出了较高要求。传统背景下的建筑加固技术虽然能够具备较佳的性能，但是其已经不能与时代的发展相同步，难以达到人们对建筑物坚固程度的需求。因此，各种新型的加固技术开始在建筑当中进行应用，对我国的建筑物建设质量起到了较为重要的促进作用。

1.植钢锚固技术概述

植钢技术在我国的发展时间相对较短，针对其进行的研究也相对较少。其主要是将型钢进行相应的植入，辅助物为改性环氧树脂[1]。在对其进行利用的过程中，具备较多的优点，使得其能够在建筑物中起到较好的加固性能，对于我国的建筑事业的发展作出了重要的贡献。将型钢植入其中，可以在应用的过程中发挥截面应该起到的现实作用，可以对整个固件起到较好的促进作用。学术界对此也抱着一定的重视态度，我国已经有专家针对其具体情况进行较为明确的研究，针对植钢锚固技术实现的原理进行相应的判定，通过各种类型的试验针对其内容进行较为明确的分析。

2.植钢锚固技术破坏机理及粘结滑移本构关系的试验

2.1试验条件

试验对象是钢筋混凝土，根据试验的需求选用本地厂家生产的混凝土进行现场灌注，需要设定为不同的强度类型，按照相关的标准，对于浇筑成形的混凝土需要进行一个月时间的成型期，使用之前需要对成型的混凝土进行必要的检查，确保其能够符合试验需要。同时，需要对试验中的型钢尺寸、混凝土的强度层级以及锚固深度进行记录，让这些数据能够在试验中发挥作用。

2.2试验工具

需要对试验所需的设备进行设定，可以根据试验当地的实际情况对其进行相应的购置。本试验选用静态电液伺服作动器，试验还需使用千斤顶对试验进行必要的辅助，DFG-1257型号电阻应变荷重传感器，和DFT位移传感器[2]。在试验的过程中，需要运用夹具，此工具必须前往市场购置，仅需按照试验要求进行设计即可。

2.3试验过程

需要应用试验工具对植入型钢混凝土进行拉伸试验，需要针对不同数量的混凝土分别进行试验。在试验中，经过各种工具辅助，使得试验对象出现被破坏的情况，一种是实现对象出现滑移损坏，另一种情况是试验对象出现断裂情况。将试验数据进行记录，针对其进行分析可知，试验对象受到的损坏程度与锚固深度存在较为重要的关联；当锚固深度较大时，钢材的规格对滑移情况起到决定作用，同样规格的钢材出现的滑移状况相同。

2.4试验结果分析

初始的破坏状态较为焦灼，荷载与位移之间形成关联，滑移情况较轻。这个时期的锚固部分与混凝土会产生相互的作用力，对二者形成较强的集合力，与拉伸试验的工具进行对抗，将大幅外力进行中和。

在上述情况持续一定时间之后，荷载的增高变化情况开始放缓，滑移量开始呈现上涨趋势。试验的拉伸力量逐渐增强，试验对象开始出现较为明显的滑移现象。但是，此时二者之前的作用力仍然存在，对拉伸力仍然继续进行抵抗，如果拉伸力一旦超过试验对象的承受范围，便会使得其之前的作用力失去作用。在作用力失去作用的初始阶段，荷载出现反常下降的情况，针对其进行分析可知，出現这种情况的原因是试验对象的钢材受到破坏，对荷载产生了瞬间的“真空”作用，但是随着拉伸力持续发生作用，荷载逐渐升高。此时拉伸力的抵抗对象为应力、摩擦力以及咬合力[3]。在拉伸持续的情况下，会在混凝土表面逐渐出现裂纹，并随着试验进程的持续逐渐增大，同时，在被破坏部位会发出相应的声响。

除了上述情况之外，还应该从参数标准对试验可能出现的情况进行思考。混凝土本身受到拉伸力的作用，如果其锚固深度较浅，就会使得其在试验的过程中在拉伸力没有达到荷载最高值的时候便会结束试验。这个过程中，拉伸力持续施加在混凝土之上，就会导致其本身的相互作用力以及咬合力失去作用，此时的荷载也出现较为明显的降低趋势。最后，混凝土中的型钢会被拉出并逐渐出现断裂的情况。

2.5植钢锚固技术破坏机理及粘结滑移本构关系

针对以上内容进行分析可知，滑移的变动情况较为明显。通过对试验结果进行分析可以很清晰地得出结果，在混凝土规格不同时，各组试验之间的滑移情况基本没有明显差别，证明滑移与混凝土的关联较小，这种情况也同样适用于锚固深度之中。在进行研究时可以发现，植筋锚固技术在使用的过程，出现的滑移状况相对较弱，植钢技术则在试验中体现出相对较大的滑移状况。而型钢的规格差异也会出现相应的本构关系。

3.总结

我国的社会呈现出较为良好的发展趋势，世界各地的建筑建设都开始呈现出新的发展特点，时代发展要求建筑物的坚固程度必须增强，因此，各种针对建筑物进行的加固技术开始在我国进行应用，植入型钢的技术虽然起步相对较晚，但是在现实应用的过程中能够获得较佳表现，通过试验，利用各种器材，针对植入型钢的混凝土材料进行分析，获得相应的数据，能够发挥出较为重要的现实意义。

参考文献：

[1]张建文.型钢轻骨料混凝土粘结滑移本构关系研究[J].力学与实践，2012（05）：145-146.

[2]陈宗平，陈宇良，郑华海，薛建阳.型钢-再生混凝土界面粘结强度及其影响因素分析[J].工业建筑，2013（09）：124-125.

[3]陈宗平，徐金俊，黄开旺，苏益声.高强钢筋与再生混凝土界面粘结性能试验研究[J].工业建筑，2013（11）：134-135.