探究钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用

探究钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用

山东省冶金设计院股份有限公司山东济南250101

摘要:在建筑行业不断进步的带动下,各类新兴的钢筋混凝土施工材料与工艺被运用到实际的工程项目当中。在此环境下,植筋技术应运而生,其凭借着便于施工运用、作用范围较小以及高效率等诸多方面的优势,在工程加固施工处理中得到良好应用。运用植筋技术的过程当中,无需实施挖洞处理,仅对所需植筋的位置予以钻孔,并使用合理的化学锚固剂,达到提高钢筋和混凝土粘结力的效果。对比其他植筋方式,植筋技术拥有非常明显的优势和特点,从很多的实际工程项目案例中,同样可以表明植筋技术的实施可行性,有利于改善钢筋混凝土结构存在的不足,使建筑的使用时间得以延长。本文通过阐述钢筋混凝土结构植筋技术的施工原理与适用情况,说明了植筋的相关参数计算,分析双筋植筋破坏形态的试验情况,并以植筋技术在工程项目中的应用为例进行论述。该研究以分析钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用策略作为主要的目的,从而有效发挥出植筋技术在钢筋混凝土结构工程项目施工当中的良好作用。

关键词:钢筋混凝土结构;植筋技术;工程应用

Toexplorethetechnologyandengineeringapplicationofreinforcedconcretestructure

ZhangYongZhangCaiXia

(ShandongMetallurgicalDesignInstituteCo.Ltd.ShandongJinan250101)

Abstract:allkindsofnewreinforcedconcreteconstructionmaterialsandtechniqueshavebeenappliedtoactualengineeringprojectsunderthecontinuousprogressofconstructionindustry.Inthisenvironment,theplantingtechnologycomesintobeing,andithasbeenwellappliedintheconstructionofengineeringreinforcementbyvirtueofitsadvantagesofeasyconstruction,smallscopeofactionandhighefficiency.Intheprocessofusingreinforcementtechnology,nodiggingtreatmentisrequired,onlythepositionoftherequiredreinforcementisdrilled,andareasonablechemicalAnchorageagentisusedtoachievetheeffectofimprovingtheadhesionforceofsteelbarsandconcrete.Comparedwithotherreinforcementmethods,thereinforcementtechnologyhasveryobviousadvantagesandcharacteristics.Frommanypracticalengineeringprojects,itcanalsoshowthatthefeasibilityofthereinforcementtechnologyimplementationisconducivetoimprovingtheshortcomingsofthereinforcedconcretestructure,sothatthebuilding'susetimecanbeextended.Thispaperexpoundstheconstructionprincipleandapplicationofreinforcedconcretestructurereinforcementtechnology,explainsthecalculationoftherelevantparametersofthereinforcement,analyzesthetestsituationofthefailurepatternofthedoublereinforcementreinforcement,anddiscussestheapplicationofthereinforcementtechniqueintheengineeringprojectasanexample.Themainpurposeofthisstudyistoanalyzethereinforcementtechnologyandengineeringapplicationstrategyofreinforcedconcretestructure,soastoeffectivelyplayagoodroleintheconstructionofreinforcedconcretestructureengineering.

Keywords:reinforcedconcretestructure;Reinforcedtechnology;Engineeringapplications

前言:得益于良好的经济发展环境的影响,促使我国建筑工程项目的数量变得越来越多,很多老旧的建筑物需要进一步进行改造与加固处理,此项困难一直困扰着整个建筑行业人员。由于一些施工者在建筑物的结构方面的了解不够细致,造成实施加固与改造施工的时候无法保证一定的安全。尤其近些年以来,各类新兴的建筑材料与施工技术不断涌现,为植筋技术的诞生奠定了良好的基础。笔者经过查阅大量的相关研究资料之后,从中不难发现,通过将植筋技术有效运用到钢筋混凝土结构的建筑物当中之后,能够提高其建筑物相关设施的结构稳固性,确保工程项目的质量与安全,并且延长了建筑物的使用时间。所以,科学应用植筋技术变得异常重要。鉴于此,深入探讨和分析钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用策略显得尤为必要,具有重要的研究意义与实践价值。

一、钢筋混凝土结构植筋技术的施工原理与适用情况

所谓植筋技术,属于全新的一种加固处理技术,主要用于钢筋混凝土结构工程项目当中,能够发挥出和钢筋混凝土结构紧密粘结的作用。针对相关的混凝土结构当中进行科学的深度、直径的钻孔处理,并运用相应的植筋胶,依靠有关粘结运作机制,使钢筋和混凝土紧密相连,向植筋上面传递一定的拉力作用,使用有关化学粘结剂,传给相应的混凝土,构成相应的总体受力体。从当前的发展情况来看,植筋技术被科学运用很多建筑物的改造与加固施工过程当中,并获得良好的效果。运用植筋技术进行加固处理的时候,存在于新旧混凝土界面当中的抗剪力涵盖了钢筋混凝土当中的内部结合力、植筋相应的抗剪力以及界面的摩擦力等不同的构成部分[1]。

一般而言,植筋施工常被运用到建筑物的结构加固、结构改造与设计以及添加有关结构构件等工作当中,从而通过植筋处理,完成改进和优化建筑功能、老旧房屋结构改造、加固等处理任务,从而发挥出植筋施工的有效作用。

二、植筋相关参数的计算说明

计算植筋长度与直径时,不存在相关公式,通常应该对基材的强度、锚固剂相应性能参数、钢筋的等级,植筋的边距以及有关间距系数等不同因素的情况。当直径小于20mm以下的钢筋,其植筋的锚固可取值为15d;当直径大于20mm的钢筋时,其植筋的锚固取值为20d。

由于植筋钻孔的直径(D)与植筋锚固的最终质量与效果密切相关,所以应该以钢筋的直径为依据,合理选用钻头的大小,并运用以下公式(1)进行计算:

D=d+(4~15)mm(1)

在上式(1)当中,D代表钻孔的孔径;d代表的为钢筋的直径。

对于植筋钻孔的深度(Lz)而言,应该根据相关设计与规范中的规定,保证钢筋锚固之后钢筋的相应抗拉强度不低于钢筋抗拉强度的设计数值。具体如下式(2):

Lz≥Fky•A/(Fev•π•d)≈Fky•d/4•Fey(2)

在上式(2)当中,Lz代表钢筋的锚固深度;d代表的为钢筋的直径;A代表的为钢筋的截面面积;Fky代表的为钢筋抗拉强度的标准值,其中Ⅰ级钢筋是210N/mm2,Ⅱ级钢筋是310N/mm2;Fey代表的为钢筋处于混凝土当中的粘结锚固强度,具体数值根据有关规定可查询。通过借鉴从前的施工经验,植筋钻孔的深度通常为15-20d。此外,利用拉拔试验能够明确具体的锚固深度。

三、双筋植筋破坏形态的试验分析

本试验主要选取20组双筋植筋的相应破坏形态进行分析,具体如下表1所示。

表1双筋植筋相应的破坏形态表

由上表1当中的试验结果,从中不难获知,关于钢筋混凝土结构的双筋植筋破坏形态涵盖了复合破坏与钢筋拉断两种不同的类型[2]。

第一,在双筋植筋相应的锚固深度是5d,并且对应的植筋孔净距是20mm、40mm、60mm、80mm的情况之下,当施加的荷载不断变大之后,位于钢筋周边的混凝土便产生了相应的裂缝现象,具体来说,也可以称之为椎体-粘结的复合破坏情况,进而导致锚固系统失去了应有的承载力功能,此时的钢筋没有出现屈服的情况。实际上,一方面,极限荷载和植筋孔的净距之间的关联十分密切;另一方面,植筋孔的净距还和有关的强度折减系数拥有紧密的关系。

第二,在双筋植筋相应的锚固深度是7d,并且对应的植筋孔净距是20mm、40mm、60mm、80mm的情况之下,当施加的荷载不断变大之后,首先钢筋出现屈服的现象,然后位于钢筋周边的混凝土便产生了相应的裂缝情况,当再次进行加载作用的时候,最终会产生锥体-粘结的复合破坏状况,进而导致锚固系统失去了应有的承载力功能。其中需要注意的是极限荷载和有关植筋孔的净距之间的密切关联情况[3]。

四、植筋技术在工程项目中的应用实例说明

(一)工程改造项目案例概况简介

本次研究的工程改造项目案例为在2017年的时候所实施的某某市区的写字楼工程改造项目,主要将之前的高层写字楼的二层楼板去除其中的一部分,使其留空被制作为两层的中空大堂,所以,应该对从前柱的位置实施植筋处理,并且再次进行350mm×800mm的大梁的浇筑和振捣施工处理,将其当成中空大堂相应的边梁。然后通过科学地计算与分析之后,选用合理的植筋方法,同时对从前的柱子的位置进行合理地钻孔施工,接着运用植筋胶,完成直径20mm的大梁钢筋的植入施工任务[4]。当植筋施工处理全部完毕以后,应该结合具体的设计规定情况,实施植筋相应的抗拉拔试验测定,当最终的试验测定结果符合相关的设计规定以后,才能实施后续的施工处理,进而在合同规定的时间范围之内完成既定的工程项目改造施工任务。实际上,该改造工程项目在2017年的时候完毕之后,截止到目前的使用成效均很好,获取了很多的经济利润,并且形成良好的社会效益。

(二)植筋的步骤及注意事项

将植筋施工技术运用到该改造工程项目的过程当中,应该系统掌握植筋施工的步骤,并且需要在施工过程中注意以下事项。笔者经过实际参与,对其总结如下:

第一,应该确保植筋技术施工步骤的准确性与合理性。首先进行锚固钢筋的科学设计,接着实施科学定位,随后进行钻孔施工处理,并且予以彻底清孔,接着实施注胶处理,然后经过进行除锈处理之后,完成有关钢筋埋深标记处理[5]。同时进行钢筋的植入施工,并留置充足的时间予以固化处理,谨防出现流胶的情况,当对固化的成效检查合格之后,才能实施其结构表面的凿毛施工,当完成其表面的清洁处理以后,最后对新增的结构混凝土实施浇筑处理。

第二,进行植筋施工的过程当中,需要做到下述几点:其一,根据相关的设计规定完成布孔和定位;其二,保证钻孔和母体的表面处于垂直的状态,使孔径大于钢筋直径大约4mm,让钻孔的部位绕过位结构当中的钢筋。并运用水钻进行钻孔施工,完成孔壁的打毛施工;其三,由孔底进行注胶处理,得到孔中的注胶超过75%之后,把钢筋缓慢放置到其中,完成整个植筋的任务[6]。

结论:

从此次论文的阐述和分析当中,不难看出,深入探讨和分析钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用策略显得尤为必要,具有重要的研究意义与实践价值。

本文通过阐述钢筋混凝土结构植筋技术的施工原理,分析双筋植筋破坏形态的试验情况,说明了植筋技术在工程项目中的应用实例:工程改造项目案例概况简介、植筋的步骤及注意事项。

希望此次研究和分析的内容与结果,可以得到有关钢筋混凝土结构工程项目施工人员的关注和重视,并且从中获取一定的借鉴与帮助,以便增强植筋技术在钢筋混凝土结构工程项目当中的应用效果,进而推动我国建筑工程建设事业的不断发展和进步。

参考文献:

[1]淳庆,邱洪兴,黄志诚,etal.钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用[J].特种结构,2018,23(13):180-185.

[2]薛庆兵.钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用[J].城市建筑,2018,33(21):123-128.

[3]冯雪平.钢筋混凝土结构的植筋技术及工程应用[J].城市建筑,2017,35(32):152-154.

[4]汪永亮.浅析钢筋砼结构植筋技术在工程施工中的应用[J].科技信息,2018,40(29):340-345.

[5]张亮.植筋技术在混凝土结构施工中的应用[J].科学与财富,2018,27(16):402-405.

[6]唐旭阳,李林.植筋技术在混凝土结构加固改造工程中的应用[J].陕西建筑,2017,46(12):224-227.

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