有朋友反映按照《混凝土加固设计规范》计算的植筋深度小于普通钢筋的锚固深度的,不免发出疑问:难度后植筋可靠性比混凝土整体浇筑还要高吗?我们先通过一个算例验证下这位朋友得出的结论,然后再来分析下原因。
02 普通钢筋锚固深度
我们打开22G101图集,可以看到受拉钢筋的锚固长度如下表。由以上的对比,可以明显看出植筋锚固深度确实远小于钢筋的锚固长度。
是什么原因造成这种差别的?我们可以先拿植筋基本锚固深度和普通钢筋锚固基本深度的计算公式来对比一下。
植筋深度计算公式:ls=0.2αsptdƒy/ƒbd
02 普通钢筋锚固深度
抛开植筋公式中的αspt先不谈,这个值基本都在1.0左右浮动,算是个修正系数。带肋钢筋锚固钢筋的外形系数α=0.17,与植筋公式的0.2基本接近。两个公式最大的区别就是植筋用胶粘剂的粘结抗剪强度设计值ƒbd和混凝土轴心抗拉强度设计值ft。我们下面来对比一下这两个参数。
02 混凝土强度
从以上两个表格,不难看出相同混凝土等级条件下,fbd的值远大于ft值,基本在2倍ft以上,从而我们可以得出最直观的结论植筋胶的粘结强度远大于混凝土的抗拉强度,所以我们计算所得植筋深度也就远小于钢筋的锚固深度,下面笔者再根据自己的理解详细分析下。结合以上的对比计算,加上笔者的理解,分析主要有两方面原因:(1)钢筋混凝土中,钢筋和混凝土的锚固主要由钢筋与混凝土之间的粘结力(化学胶结力、机械咬合力和摩阻力等)决定的;而化学植筋的锚固深度主要由胶的粘结力决定,植筋胶的粘结强度高于混凝土的强度,所以所需的锚固长度也相应较小。
(2)植筋胶注入到混凝土基材的孔隙中形成的钢筋-胶-混凝土混合体的直径大于钢筋本身的直径,也就是粘结界面变大了,即便是在同样的粘结强度下,化学植筋的粘结合力也要大于钢筋与混凝土间的粘结合力,所以植筋的锚固深度要小于普通钢筋的锚固长度。
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