植筋法又稱「後錨固法」,是用植筋膠將帶肋鋼筋或長螺杆等膠結固定於結構基材錨孔中的一種後錨固生根鋼筋法。
其作用機理為在原結構表面鑽孔,注入粘結劑後再植入鋼筋,從而使新增結構與原結構能較好地結合成一個整體,共同受力。
植筋法是一種較新的加固方法,其具有操作靈活、受力均勻、承載能力較大、耐久性強、工藝簡單、工期短等優點,在加固施工中得到越來越多的應用。
植筋工程的影響因素如下:
鋼筋與基材的粘結主要依靠植筋膠的粘結力。因此,在選取孔徑時應保證植筋的孔徑略大於鋼筋的直徑,從而保證植筋膠具有一定的厚度以提供足夠的粘結力。孔徑的增大在一定範圍內具有增大植筋抗拔力的用。
而實際工程中,由於粘結劑彈性模量較小,孔徑的增大會導致結構體系滑移增大,這不但會增大植筋粘結劑用量和鑽孔難度,且過大的鑽孔會使原結構的強度明顯降低,造成更大的損害。
因此,綜合考慮荷載長期作用下植筋粘結劑的徐變、植筋施工難度及經濟性等諸多因素,並結合數值模擬研究,認為,一般取鑽孔直徑D為鋼筋直徑(d+2)mm~(d+10)mm。
鋼筋直徑是決定植筋數目的主要因素。選用何種直徑的鋼筋,應根據實際情況而定。
在《混凝土結構加固設計規範》GB 50367—2013中,根據單根鋼筋軸向受拉承載力設計值的公式可以初步求出:A越大,n可以相應減少。較少的植筋數能減輕對原結構的損害,但相應的鑽孔孔徑也會變得大。
選定鋼筋直徑時不能隨意確定其型號,應結合植筋的鑽孔直徑來確定。結構的植筋,其鋼筋直徑一般不宜大於?32mm,式中的n代表所需的最小植筋數,而由於鋼筋抗剪要求及從安全性考慮,n一般會有較大增加。
植筋深度是影響植筋效果最重要的因素。鋼筋抗拔力主要由鋼筋與粘結膠之間的粘結力和混凝土與粘結膠之間的粘結力提供,因此,植筋深度直接決定了植筋的抗拔力和破壞形式。
為使結構安全,需保證其破壞形式為錐體一粘結複合破壞,即鋼筋與基材產生滑移,從而發生混合界面拔出破壞,植筋屈服。可以充分發揮鋼筋的抗拉強度,不出現脆性破壞。
鋼筋間距對於植筋效果的影響主要體現在鋼筋間的間距和鋼筋至基材邊緣距離兩方面。
1) 兩鋼筋間距過近會削減植筋的總體抗拔力。
對於多根植筋而言,由於間距較近,植筋與植筋間的抗拔力作用範圍會有重疊,從而造成各單根植筋的抗拔力不能完全發揮,因此,植筋設計和施工時,應儘量保證植筋間距大於10d。
特殊情況下,也必須保證植筋間距至少大於4d,否則不但增多的植筋對抗拔力基本沒有提升,還會因為更多的鑽孔對結構產生不必要的損害。而對於植筋間距在2d一10d之間時,應乘以50%-90%的折減係數,以保證總抗拔力符合要求。
2)鋼筋距離基材邊緣過近,對於原結構性能會造成一定影響。
如果原基材中保護層厚度過小,鑽孔時或者對於受壓構件,可能由於剪切力較大而使構件產生劈裂,因此要求保護層厚度不得小5d。保護層厚度是越大越好。
但對於原基材來說,保護層越厚,雖然其受力鋼筋粘結錨固性能、耐久性以及防火性能會越好,但會使構件受力後產生的裂縫寬度過大,反而會影響其使用性能,且保護層過厚會影響植筋的布置,導致植筋間間距減小,進而影響植筋效果。
因此,對於結構加固中基材的植筋保護層厚度,最好不應大於15d。
>>>50條奇葩廢標理由!總有一種行為顛覆你的三觀.