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设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪机理及黏结强度计算

林拥军 徐文强 张显昭 刘开齐

林拥军, 徐文强, 张显昭, 刘开齐. 设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪机理及黏结强度计算[J]. 工业建筑, 2021, 51(6): 72-83. doi: 10.13204/j.gyjzG20080511
引用本文: 林拥军, 徐文强, 张显昭, 刘开齐. 设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪机理及黏结强度计算[J]. 工业建筑, 2021, 51(6): 72-83. doi: 10.13204/j.gyjzG20080511
LIN Yongjun, XU Wenqiang, ZHANG Xianzhao, LIU Kaiqi. SHEAR MECHANISM AND BOND STRENGTH CALCULATION OF NEW-TO-OLD CONCRETE INTERFACE WITH ANCHOR BARS[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2021, 51(6): 72-83. doi: 10.13204/j.gyjzG20080511
Citation: LIN Yongjun, XU Wenqiang, ZHANG Xianzhao, LIU Kaiqi. SHEAR MECHANISM AND BOND STRENGTH CALCULATION OF NEW-TO-OLD CONCRETE INTERFACE WITH ANCHOR BARS[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2021, 51(6): 72-83. doi: 10.13204/j.gyjzG20080511

设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪机理及黏结强度计算

doi: 10.13204/j.gyjzG20080511
基金项目: 

中国-印尼高铁技术联合研究中心(KY201801005);国家自然科学基金项目(51778532)。

详细信息
    作者简介:

    林拥军,男,1974年出生,副教授。电子信箱:scsmith@126.com

SHEAR MECHANISM AND BOND STRENGTH CALCULATION OF NEW-TO-OLD CONCRETE INTERFACE WITH ANCHOR BARS

  • 摘要: 设置锚筋的新老混凝土结合面与不设锚筋的新老混凝土结合面的剪切黏结性能有很大的不同,现有新老混凝土黏结强度计算式大都是基于剪切摩擦理论或者是对试验数据进行拟合得到的,不同国家的混凝土结构设计规范也给出了各自的抗剪强度计算式。基于已有的85组设置锚筋的新老混凝土结合面抗剪试验结果对现有典型算式适用性进行验证,结果表明:采用这些方法要么过于保守,要么会导致结构不安全。根据设置锚筋的新老混凝土结合面的受力特点,建立了结合面剪切受力弹簧-摩擦块模型,结合已有剪切试验荷载-滑移曲线,深入分析了结合面全过程剪力传递机理。分析结果表明:结合面抗剪承载力可分为混凝土结合面胶结力、键槽咬合力、钢筋的销栓作用力及摩擦力四部分。在对这四部分的计算方法进行理论分析的基础上,提出了设置锚筋的新老混凝土结合面的抗剪黏结强度计算式。采用已有的20组试验数据对所提出的结合面抗剪黏结强度计算式的适用性进行了验证,试验值与计算值比值的均值为1.182,标准差为0.305,与已有计算方法的对比分析表明,所提出的算式计算结果与试验结果最为吻合,离散性较低。
  • [1] 赵志方, 赵国藩, 刘健, 等.新老混凝土黏结抗拉性能的试验研究[J]. 建筑结构学报, 2001, 22(2):51-56.
    [2] 肖成志, 田稳苓, 刘波,等.设置界面构造锚筋的新老混凝土黏结性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2011, 32(1):75-81.
    [3] JULIO E N B S, DIAS-DA-COSTA D, BRANCO F A B, et al. Accuracy of Design Code Expressions for Estimating Longitudinal Shear Strength of Strengthening Concrete Overlays[J]. Engineering Structures, 2010, 32(8):2387-2393.
    [4] HARRIES K A, ZENO G, SHAHROOZ B. Toward an Improved Understanding of Shear-Friction Behavior[J]. ACI Structural Journal, 2012, 109(6):835-844.
    [5] ANDERSON A R. Composite Designs in Precast and Cast-in-Place Concrete[J]. Progressive Architecture, 1960, 41(9):172-179.
    [6] HOFBECK J A, IBRAHIM I O, MATTOCK A H. Shear Transfer in Reinforced Concrete[J]. ACI Journal, 1969, 66(2):119-128.
    [7] ZIA P. Torsional Strength of Prestressed Concrete Members[J]. ACI Journal, 1961, 57(10):1337-1360.
    [8] KAHN L F, MITCHELL A D. Shear Friction Tests with High-Strength Concrete[J]. ACI Structure Journal, 2002, 99(1):98-103.
    [9] 郑建岚, 陈锋. 自密实混凝土与老混凝土黏结剪切强度的塑性极限分析[J]. 工程力学, 2008, 25(8):164-168.
    [10] 王振领. 新老混凝土黏结理论与试验及在桥梁加固工程中的应用研究[D]. 成都:西南交通大学, 2007.
    [11] SANTOS P M D, JULIO E N B S. A State-of-the-Art Review on Shear-Friction[J]. Engineering Structures, 2012, 45(12):435-448.
    [12] ROBERT A B, RAMON L C, JAMES O J. Shear Transfer Across New and Existing Concrete Interface[J]. ACI Structural Journal, 1989, 86(4):383-393.
    [13] BIRKELAND P W, BIRKELAND H W. Connections in Precast Concrete Construction[J]. ACI Journal Proceedings, 1966, 63(3):345-368.
    [14] WALRAVEN J, FRÉNAY J, PRUIJSSERS A. Influence of Concrete Strength and Load History on the Shear Friction Capacity of Concrete Members[J]. PCI Journal, 1987, 32(1):66-84.
    [15] LOOV R E, PATNAIK A K. Horizontal Shear Strength of Composite Concrete Beams with a Rough Interface[J]. PCI Journal, 1994, 39(1):48-69.
    [16] RANDL N. Investigations on Transfer of Forces Between Old and New Concrete at Different Joint Roughness[D]. Innsbruck:University of Innsbruck, 1997.
    [17] 叶果. 新老混凝土界面抗剪性能研究[D]. 重庆:重庆大学, 2011.
    [18] JULIO E N B S, BRANCO F A, SILVA V D. Concrete-to-Concrete Bond Strength Influence of the Roughness of the Substrate Surface[J]. Construction and Building Materials, 2004, 18(9):675-681.
    [19] 张雷顺, 闫国新, 张晓磊, 等. 沟槽式新老混凝土黏结面抗剪强度试验研究[J]. 郑州大学学报(工学版), 2006, 27(2):24-28.
    [20] 常鹏飞. 新旧混凝土界面的连接方法及动力性能研究[D]. 西安:西安科技大学, 2012.
    [21] 邢强. 新旧混凝土界面的连接方法及受力性能研究[D].西安:西安科技大学, 2012.
    [22] 中华人民共和国城乡和住房建设部. 混凝土结构设计规范:GB 50010-2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015.
    [23] American Concrete Institute Committee. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary on Building Code Requirements for Structural Concrete:ACI 318-14[S]. Farmington Hills:American Concrete Institute, 2014.
    [24] Canadian Standards Association. Design of Concrete Structures:CSA A23.3-14[S]. Toronto:CSA 2014.
    [25] European Committee for Standardization. Design of Concrete Structures:Eurocode 2[S]. London:CEN, 2008.
    [26] International Federation for Structural Concrete. fib Model Code 2010, Model Code for Concrete Structures[S]. Lausanne:FIB, 2010.
    [27] AASHTO LRFD 2014, AASHTO LRFD Bridge Design Specifications[S]. Washington:American Association of State Highway and Transportation Officials, 2014.
    [28] 潘传银, 石雪飞, 周可攀. 新、老混凝土黏结抗剪强度试验[J]. 交通科学与工程, 2014, 30(2):6-12.
    [29] 黄璐. 植筋法新旧混凝土界面剪切强度的实用计算公式[C]//第25届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册). 包头:2016.
    [30] 刘传奇. 新旧混凝土界面黏贴机理试验研究[D]. 西安:长安大学, 2014.
    [31] XIAO J Z, SUN C H, LANGE D A. Effect of Joint Interface Conditions on Shear Transfer Behavior of Recycled Aggregate Concrete[J]. Construction and Building Materials, 2016, 105(1):343-355.
    [32] 王二花. 植筋法新老混凝土黏结面剪切性能试验研究[D]. 郑州:郑州大学, 2006.
    [33] 胡铁明, 黄承逵, 陈小锋. 构造钢筋影响下新老混凝土结合面抗剪试验研究[J]. 混凝土, 2009, 233(3):26-28.
    [34] 江志伟. 沟槽和植筋新旧混凝土界面抗剪性能试验研究[D]. 广州:广东工业大学, 2014.
    [35] HE Y, ZHANG X, HOOTON R D, et al. Effects of Interface Roughness and Interface Adhesion on New-to-Old Concrete Bonding[J]. Construction and Building Materials, 2017, 151(5):582-590.
    [36] SANTOS P M D, JULIO E N B S. A State-of-the-Art Review on Roughness Quantification Methods for Concrete Surfaces[J]. Construction and Building Materials, 2013, 38(1):912-923.
    [37] 宋国华, 霍达, 王东炜, 等. 装配式大板结构竖向齿槽接缝受剪承载力设计[J]. 土木工程学报, 2003, 36(11):61-64.
    [38] 张锡治, 马健, 韩鹏, 等. 装配式剪力墙齿槽式连接受剪性能研[J]. 建筑结构学报, 2017, 38(11):93-100.
    [39] DULACSKA H. Dowel Action of Reinforcement Crossing Cracks in Concrete[J]. ACI Journal, 1972, 69(12):754-757.
    [40] RANDL N. Design Recommendations for Interface Shear Transfer in Fib Model Code 2010[J]. Structural Concrete, 2013, 14(3):230-241.
    [41] MANSUR M A, VINAYAGAM T, TAN K H. Shear Transfer Across a Crack in Reinforced High-Strength Concrete[J]. ASCE Journal Materials Civil Engineering, 2008, 20(4):294-302.
    [42] 方鑫. 沟槽植筋新旧混凝土(C30)结合面抗剪性能试验研究[D]. 广州:广东工业大学, 2016.
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  • 收稿日期:  2020-08-05
  • 网络出版日期:  2021-10-27

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