普通混凝土梁与植筋混凝土梁正截面破坏对比试验及分析

普通混凝土梁与植筋混凝土梁正截面破坏对比试验及分析摘要：文章设计制作了1根普通钢筋混凝土适筋梁和2根采用植筋技术进行受拉主筋搭接的钢筋混凝土梁,全部试验梁承受静力荷载至破坏。通过静载荷试验，文中给出了普通梁与植筋梁各自的受静力荷载破坏图，以及普通梁与植筋梁各自的两边支座和跨中的变形位移。通过对相关的试验结果的分析，得出有关植筋梁的相关缺点以及确定进一步研究方向与内容。最后对植筋技术在结构加固和建筑改建中的应用提出了若干建议。

关键字：适筋梁植筋梁载荷试验变形位移

中图分类号：tu528文献标识码： a 文章编号：

1. 试验准备

1.1 试验梁的设计与制作

本试验设计制作了1根普通钢筋混凝土梁和2根植筋钢筋混凝土梁，普通混凝土梁的几何尺寸和截面配筋如图1所示，其截面尺寸为：长3000mm。支撑计算长度2700mm。受拉主筋采用hrb335级钢筋4ф16，箍筋采用hpb235级钢筋ф6@200，混凝土设计强度等级c20，保护层厚度为30mm。

植筋梁尺寸及支撑情况同普通梁，其中植筋锚固深度为：

34d=544mm。如图2

图1普通梁配筋图

图2 植筋梁配筋图

1.2 试验装置设计

将梁依试验顺序依次吊装放置在试验设备上，保证其稳定性。在跨中和支座处安装位移百分计，已记录其挠度变化。在千斤顶处安装压力传感器，以便更精确控制加载比例，节点处都为铰节点，避免轴力及弯矩的产生，详见图3。

图3试验原理图

1.3 试验模型设计及主要参数

本次试验在河北工程大学结构实验室进行，如图4。共三根试验梁长度都为3m，支撑长度为2.7m，为考虑比较植筋锚固性能与原始梁在抗弯性能上的差异，在跨中设置分力梁形成1m长的纯弯段，在跨中和支座处安装位移百分计，已记录其挠度变化。在千斤顶处安装压力传感器，以便更精确控制加载比例，节点处都为铰节点，避免轴力及弯矩的产生，详见图3。

图4试验加载图

2. 试验步骤

3.1 试件就位。

3.2 对梁进行网格划分，形成50mm*50mm的方格。

3.3 仪器仪表的安装，在梁两边支座处和跨中各安装一百分计；在分力梁上安装压力传感器。

3.4 对梁进行加载。对于普通梁，每一级加载10kn，每级间隔5分钟；对于植筋梁，前两级每级加载10kn，从第三级开，始每级加载5kn，每级间隔5分钟。

3.5 记录试验数据并分析。

3. 试验结果分析

随着加载的深入到50kn-60kn时，跨中区域的四条裂缝在长度和宽度方面扩展较快成为主裂缝向梁顶面迅速扩展。当荷载加载至70kn时可以看出梁变形明显增大，最后到76通梁l1在加载初期无裂缝出现，当加载至30kn时，梁的跨中纯弯段开始出现数条细微的竖直裂缝并随着kn时受压区混凝土压坏同是裂缝宽度达到了1.5mm以上，梁宣布破坏。普通梁裂缝图见图5。

图5普通梁破坏图

植筋梁l2、l3加载破坏情况类似，初期也无裂缝出现，但随着荷载加载不到20kn时，首先在新老混凝土交界面处出现了一条竖向裂缝。随着加载的继续，两次浇注梁的分界处裂缝的宽度和长度都在向梁顶受压区扩展。当荷载进行到40kn-50kn时，在后浇锚固梁段的分力荷载处，即跨中纯弯段的边界处，出现了一些成倒漏斗状的细微裂缝，并随着荷载的深入指向分力荷载受力点，同是跨中原有的微裂缝贯通形成一条笔直的主裂缝，沿着梁高向受压区延伸。加载至接近破坏荷载时，梁的变形明显，跨中混凝土新老交接面的主裂缝贯穿全高，分力荷载处的裂缝宽度达到破坏宽度1.5mm 以上，梁宣布破坏，见图６。

图６植筋梁破坏图

表1 实验数据表

通过数据整理出试验梁的ｐ－ｆ对比图如下：

图7试验梁ｐ－ｆ对比图

4. 结论

通过对试验数据的分析和对试验过程的观察得到如下结论：与普通梁相比较植筋梁的承载能力有明显的下降，鉴于植筋梁的破坏裂缝出现在梁中新旧混凝土的接触面且开裂面垂直规则，裂缝只有两条且破坏处有明显的钢筋拔出现象，可知植筋梁由于其搭接构造的处理使其受力性能有所降低。鉴于此有必要对植筋梁试验进行进一步的研究，如对钢筋的植入深度的试验研究，以进一步确定其最佳植入深度，满足工程性能和经济性的要求。

参考文献：

[1] 龙锦秀.嵌岩灌注桩竖向静载试验研究[j].山西建

筑.2006,32(3)。

[2] 黎群.钢筋混凝土梁跨中段植筋试验研究[j].公路交通科技（应用技术版）.2008,(8)。

[3] 徐凯讯；张尧舜.植筋技术在桥梁加固和拓宽中的应用[a]. 中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论

文集.1999。