膨胀锚栓在蒸压粉煤灰砖砌体上后锚固拉拔性能试验研究

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1、砌体结构检测与加固膨胍r亏田4．．I-栓在蒸压粉煤灰砖砌体上后锚固拉拔性能试验研究吕冬男刘明宫瑾(沈阳建筑大学土木工程学院，沈阳110168)摘要：本文根据试验数据分析和国内外研究成果，对膨胀锚栓在静载作用下的破坏模式、拉拔承载力影响因素、受力过程进行分析，并建立膨胀锚栓在蒸压粉煤灰砖砌体上的拉拔承载力计算公式。关键词：后锚固技术；膨胀锚栓；蒸压粉煤灰砖；拉拔承载力建筑结构后锚固技术是相对于预埋件技术而言的结构构件连接方法，具有施工简便、使用灵活等优点。但是．由于后锚固连接与预埋连接相比，其破坏模式较多且较为复杂，失效概率相对

2、较大，而且．影响后锚固件承载力的因素较多。故工程界对建筑结构后锚固技术的研究远不如对预埋件的研究充分。后锚固连接的结构性能与基材的种类密切相关。目前，国内外应用最多的是以普通钢筋混凝土及预应力混凝土为基材的后锚固技术IZ'l。但在实际工程中，随着建筑装饰业的迅速发展，砌体墙上常需要安装锚栓来锚固装饰物等。蒸压粉煤灰砖作为新型节能墙体材料已经广泛应用于工业与民用建筑中，是墙材改革、取替烧结粘土砖的主导产品。笔者通过膨胀锚栓在蒸压粉煤灰砖砌体上的拉拔试验研究，对其在静载作用下的锚固性能进行分析。1试验概况1．1试验材料为了使试验过

3、程中锚栓的受力性能及变形尽可能与工程实际相接近。本次试验采用在蒸压粉煤灰砖砌体上安装膨胀锚栓。试件尺寸为长6000mmx宽240mmx高1500mm的墙片。试验前，根据砌体基本力学性能试验方法标准中的砌体抗压强度试验方法，对砌体进行抗压强度试验，得出砌体、块材、砂浆的抗压强度分别为：8．58MPa、10．63MPa、10．56MPa；膨胀锚栓为符合国家标准的Q235一级钢，直径分别为8mm、lOmm、12mmo1．2锚栓布置方案为了研究膨胀锚栓的锚固性能以及确定膨胀锚栓在蒸压粉煤灰砖砌体上的拉拔承载力计算公式，将锚栓布置方案(

4、见彩色插图109，P彩11)和数量(如表l、2所示)设计如下。1．2拉拔试验加载设备及方案试验采用ZY型锚杆拉力计(北京中煤矿山工程有限公司生产)、百分表、三角座。其中ZY型锚杆拉力计主要包括钢筋夹具、千斤顶、油泵、数字压力表、几部分。(试验加载装置见彩色插图110，P彩11)为避免千斤顶底座对砌体基材表面的约束会导致砌体锥体破坏难以实现，在其上布置三角座，并保证三角座与锚栓之间的距离．以减少支座对砌体基材的约束作用。试验所用膨胀锚栓保持原长．拉拔试验时，需要自由端有足够长度来满足加载设备的长度需要。因此，需要考虑在膨胀锚栓上

5、接上一定长度的钢筋，由于膨胀锚栓本身自带外螺纹，本次试验把22mm的螺纹钢一端加工成内螺纹作为连接头。(见彩色插图111，P彩11)利用专用夹具将一薄钢片固定在锚栓和墙体接触处，使其尽量贴近墙面。以便减小误差。薄钢片两端各接触一块量程为30mm的百分表。并且两块百分表距锚栓中心的距离相等，用粘结在墙体上的角钢415砌体结构理论与新型墙材应用表1锚固在蒸压粉煤灰砖砌体块材上的锚栓锚固参数表2锚固在蒸压粉煤灰砖砌体灰缝中的锚栓锚固参数基材锚固参数种类锚栓直径锚固深度锚孔直径锚栓个数／mm／ram／-4"-86d128lOd126蒸

6、压粉煤106d148灰砖砌体块材1010d146126d16812lOd166基材锚固参数种类锚栓直径锚固深度孔径锚栓个数／mm／mm．

7、个86d123810d123蒸压粉煤106d143灰砖砌体块材1010d143126d1631210d163制作的表架把百分表布置到墙片上。由于锚栓垂直度的影响以及锚栓周边受力性能的差异．导致两块百分表的变化趋势有时会出现不同步的现象，甚至会向相反方向变化。但取两块百分表测量的平均值后，这种误差的影响会大大降低。穿心式千斤顶采用手动加载。试验采取分级加载，在破坏荷载的20％，采取每级5％JJ

8、u载。在破坏荷载的20％到80％，采取每级lo％力i载，在破坏荷载的80％直至破坏，采取每级5％加载。每级加载后停留2。3分钟，待荷载及滑移发展稳定后再进行下级加载，加载过程中特别是加载到特征点时．仔细观察试验现象并作详细记录。2试验结果及理论分析2．1试验过程及破坏模式锚固在块材上的膨胀锚栓加载过程中，当荷载小于极限承载力70％时，膨胀锚栓只有很小的滑移。拉拔承载力一滑移曲线基本上呈线性增长趋势；当荷载在极限承载力70％～80％之间时．滑移增长速度较快，而承载力增长较慢，主要是由于膨胀锥在膨胀套筒中出现滑移：当荷载从极限承载

9、力的80％直至破坏时，拉拔一滑移曲线进入残余段，曲线发展是不规律的，试验测得滑移急剧增大，拉拔力增长缓慢。最后膨胀锚栓丧失锚固力。锚固在砂浆灰缝中的膨胀锚栓加载过程中，达到拉拔承载力极限值前，膨胀锚栓只有很小的滑移。当达到拉拔力极限值时，膨胀锚栓开始被拔出，并且滑移迅速增大，