承担新增次梁的主梁截面宽度不满足植筋深度时,采用的做法是纵筋穿透混凝土,端部加锚固板,纵筋与锚固板塞焊,很少有人关注锚固板的厚度与尺寸有什么要求,不同直径的钢筋对应的锚固板是否会有不同。 例如图集《13G311-1》P77页,墙厚度不满足植筋要求,在端部加垫板,垫板的厚度要求≥5mm即可,5mm厚的垫板抗弯强度是否满足? 现浇结构的锚固板要求 现浇结构钢筋平直段锚固长度不够时,钢筋端部可以穿孔塞焊锚板,由锚固长度范围内钢筋与混凝土的粘结作用和锚固板承压面的承压作用共同承担纵筋的拉力。 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)第8.3.3条有锚板要求:锚板的承压净面积不应小于锚固钢筋截面面积的4倍;锚板的厚度同钢筋直径d。 植筋锚固板要求 植筋长度不够时端部穿孔塞焊锚板的原理,与现浇结构类似,只是纵筋的拉力由植筋胶与混凝土的粘结作用和锚固板承压面的承压作用来共同承担。 锚固板厚度计算按以下假定:纵筋的拉力由植筋胶与混凝土的粘结作用和锚固板承压面的承压作用共同来承担。 在此假定的基础上,锚固板的厚度与以下两方面因素有关。 1 纵筋是否充分利用抗拉强度。 纵筋充分利用抗拉强度时,锚固板的厚度应该满足《混凝土结构设计规范》第8.3.3条的要求:锚板的承压净面积不应小于锚固钢筋截面面积的4倍,锚板的厚度同钢筋直径d。 应用部位:上部纵筋、抗扭腰筋、受扭梁的底部纵筋。 纵筋不充分利用抗拉强度时,锚固板的厚度按构造即可。 应用部位:非受扭梁底部纵筋、非抗扭腰筋。 2 纵筋穿透的构件厚度。 植筋胶与混凝土的粘结作用力与穿透构件的截面尺寸有关,构件尺寸越大,植筋胶与混凝土的粘结作用力越大。 假设纵筋充分利用抗拉强度,纵筋受到的最大拉力为As*fy,植筋胶与混凝土的粘结作用力越大,则锚固板承受的反力越小。 以下图为例,穿透的梁截面分别为200mm、300mm,梁宽为200mm时,端部锚固板的承受的反力应该大于梁宽为300mm时。 植筋胶与混凝土的粘结作用力和锚固板承压面的承压作用力是如何按比例分配的,笔者未找到依据。 植筋锚固板计算 因未找到相关依据,以下计算均为个人理解,供大家参考。 在《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256-2011中锚固板分了两种:全锚固板与部分锚固板。 全锚固板: 全部依靠锚固板承压面的承压作用承担钢筋规定锚固力的锚固板。 在梁柱钢筋中不常见,与图集《22G815》建筑结构抗浮锚杆中压力型预应力锚杆的上部垫板类似。 部分锚固板: 依靠锚固长度范围内钢筋与混凝土的粘结作用和锚固板承压面的承压作用共同承担钢筋规定锚固力的锚固板。 现浇结构钢筋平直段锚固长度不够时,钢筋端部穿孔塞焊锚板,以及植筋深度不够时的端部锚固板,都属于部分锚固板。 锚固板计算 锚固板的厚度是需要根据锚固板的尺寸以及锚固板承受的反力来进行抗弯计算的,参考深圳市工程建设标准《岩土锚固技术标准》SJG73-2020附录C,锚固板强度验算方法。 实例计算:纵筋直径为20(三级钢),植筋深度为22d,端部钢板为厚度20mm, 直径100mm,f=295N/mm2(Q355B),计算钢板是否满足抗弯要求。 fpy=360N/mm2,R=50mm,Sn=30mm。 按全锚固板计算,不考虑植筋胶的粘贴作用力。 r1=0.5*30-2=13mm r=0.5*20+1.7+0+0.75=12.45mm Pd=0.25*20*20*360/(50x50-12.45x12.45)=15.35N/mm2 M=2*3.14*15.35*(50*50*50/3-50*50*13/2+13*13*13/6)=2485333N.mm W=3.14*13*20*20/3=5443 1.1*2485333/5443=502N/mm2>f,锚固板厚度不满足要求。 钢板厚度采用28mm。 W=3.14*13*28*28/3=10667 1.1*2485333/10667=256N/mm2<f,锚固板厚度不满足要求。 按部分锚固板,考虑植筋胶的粘贴作用。 以下图为例,20mm的钢筋直径,植筋深度为22d=660mm,梁宽300mm。 假定:植筋胶与混凝土的粘结作用力和锚固板承压面的承压作用力按比例分配,锚固板承担(660mm-300mm)=330mm长度的植筋粘结力。 Pd=0.25*20*20*360*330/660/(50x50-12.45x12.45)=7.68N/mm2 M=2*3.14*7.68*(50*50*50/3-50*50*13/2+13*13*13/6)=1243476N.mm 1.1*1243476/5443=251N/mm2<f,锚固板厚度不满足要求。 锚固板对混凝土梁的冲切也需要验算。 植筋锚固板施工 如果植筋后再焊,焊接对植筋胶的损伤必然出现,怎么评估? 对于个问题,笔者的观点是:不能植筋后再焊,焊接产生的高温会烧毁植筋胶。 《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第15.3.6条:植筋时,其钢筋宜先焊后种植;当有困难而必须后焊时,其焊点距基材混凝土表面应大于15d,且应采用冰水浸渍的湿毛巾多层包裹植筋外露部分的根部。 端板紧贴混凝土基材,焊点直接接触植筋胶,无法满足规范要求的15d,若非要焊接,肯定会烧毁植筋胶,焊接好后烧毁的植筋胶如何补充? 植筋胶相对粘稠,流动性并不是很强,据笔者了解,无法进行补注,有了解的同行可以留言补充。 提前焊,则钢筋只能从左侧进入,钢筋穿过植筋胶的总长度过大,植筋胶有没有后续补注的手段? 要说清楚这个问题,首先需要介绍一下纵筋在支座范围外的连接要求,以机械连接为例。 机械连接相关规定: 1 《混凝土结构设计规范》第8.4.1条:钢筋连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。机械连接接头及焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。在结构的重要构件和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。 2 《混凝土结构设计规范》第8.4.7条:纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接区段的长度为35d,d为连接钢筋的较小直径。凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。 位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%;但对板、墙、柱及预制构件的拼接处,可根据实际情况放宽。纵向受压钢筋的接头百分率可不受限制。 机械连接套筒的保护层厚度宜满足有关钢筋最小保护层厚度的规定。机械连接套筒的横向净间距不宜小于25mm;套筒处箍筋的间距仍应满足相应的构造要求。 直接承受动力荷载结构构件中的机械连接接头,除应满足设计要求的抗疲劳性能外,位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50%。 3 《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016第4.0.3条: 次梁植筋端板施工 次梁端部一般按铰接设计,为减小钢筋长度,纵筋在支座范围外的连接按《钢筋机械连接技术规程》最低要求:采用Ⅰ级接头时,支座范围外100%搭接。 以下图为例,接头中心距离梁边200mm,为减小钢筋长度,接头仅两两错开100mm,未全部错开。 假设次梁纵筋直径为20mm,梁宽250mm,则纵筋穿透主梁的长度最短为450mm,最长为550mm。 假设端部钢板互不影响(若是一整块钢板,则需要整体施工),单根钢筋植筋施工工艺如下: 第一步:在主梁上钻孔、清孔,制作好钢板以及钢筋丝头,钢筋与钢板塞焊。 第二步:新增梁一侧采用硬纸板封堵,从另一侧注入植筋胶。 第三步:钢筋丝头采用塑料帽头保护,从未封堵一侧插入,穿透硬纸板,确保植筋胶没有从封堵侧溢出。 框架梁植筋端板施工 框架梁在支座范围外的连接宜避开梁端加密区,若无法避开,可采用Ⅰ级接头,接头面积不应大于50%。 以下图为例,接头中心距离梁边200mm,为尽量减小钢筋长度,同一连接区段接头未错开,保证连接区段内的接头面积不大于50%。 假设纵筋直径为20mm,墙厚250mm,则纵筋穿透主梁的长度最短为450mm,最长为1150mm。 施工工艺与次梁相同,但是最长钢筋达到1150mm,穿透过程会不会造成植筋胶损失,这个没有具体经验,穿透后笔者所了解的也无法对植筋胶进行补注。 植筋锚固板改进做法 根据《钢筋锚固板应用技术规程》锚固板按连接方式分螺纹连接锚固板、焊接连接锚固板两种。 因此笔者认为植筋的锚固板也可以采用螺纹连接锚固板,螺纹连接锚固板为成品,不同的钢筋对应不同的锚固板,相关介绍详图集《17G345钢筋锚固板应用构造》。 现场焊接质量很难保证,且有的施工单位先注胶再焊接也会烧毁植筋胶,因此可以采用螺纹连接锚固板避免焊接。 当然也可以采用端部钢板+螺母的做法,钢板需要进行抗弯计算,须满足受力要求。 |
|