预埋吊件在轻骨料混凝土中的拉拔力学性能试验研究

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随着我国城镇化脚步的加快,具有节约资源、缩短工期等优势的装配式建筑得到了迅速发展,这使得装配式建筑施工对安全设计的要求更高。其中预制构件的吊装是施工安全中的重点环节,从预制构件的脱模起吊、翻转养护,到运输吊装及现场安装起吊,吊装作为装配式建筑施工过程中的一个重要环节贯穿了施工过程中的各个节点。但是起吊方式的不同及吊装系统的差异均会导致预制构件在吊装过程中受力不平衡,吊装偏差大,甚至会使构件出现损坏。因此针对装配式建筑吊装的此类弊端,专用金属预埋吊件及吊具的使用对起吊的设计及施工中的作用开始日益凸显。且随着现代建筑逐渐向大跨高层的趋势发展,为了减轻结构自重、提高保温隔热性能,轻质混凝土预制构件也得以快速发展,因此,有必要基于轻骨料混凝土基材试件来研究预埋吊件承载力的折减系数及其影响因素。根据预埋吊件的构造形式及受力特点将其分为六大类:扩底类、穿筋类、端部异形类、撑帽式短柱、“短小版”扩底类、板状底部类。本文所用吊件主要为扩底类的SA分叉提升板件、EA分叉提升板件、联合锚栓及穿筋类的圆锥头端眼锚栓和提升管件。重点研究所选用的预埋吊件在火山渣混凝土、陶粒混凝土中承载力的变化趋势及其破坏形态。通过将试验极限荷载值与按照《混凝土结构后锚固技术规程》、《ACI318》、《CEN/TR15728》这三本规范中的受拉承载力计算公式所得的规范理论值数据的对比来得到各规范中预埋吊件在轻骨料混凝土中承载力的折减系数。通过对54个试件进行拉拔试验,其中火山渣混凝土基材试件及陶粒混凝土基材试件各27个,分析不同种类预埋吊件在轻骨料混凝土中的破坏形态及原因。结果表明所选预埋吊件在轻骨料混凝土中全部发生锥体破坏。而且对同种类型预埋吊件而言,埋深越大其承载力越大,混凝土强度越高其承载力越大,但是对于不同类型的预埋吊件,其承载能力并不一定随着埋置深度、混凝土强度的提高而增加,承载力的大小还和吊件的直径有着直接关系。通过试验值及规范值的对比分析可知试验极限承载力均大于规范理论值,其中英国规范《CEN/TR15728》的理论计算值最大且最接近试验荷载,美国规范《ACI318》的理论计算值次之,而我国规范《后锚固技术规程》的理论计算结果最小。试验承载力与规范理论值的比值,《CEN/TR15728》表现的最为平稳,说明应用该规范的理论公式计算预埋吊件的承载力大小较为合理,应作为主要理论依据。
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