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膜结构汽车棚中不同锚杆承受反复循环荷载的效应分析
- 2021-08-27-

  锚杆的工作原理是膜结构汽车棚拉杆与周边砂浆的应力传递,锚固段与周围土体的摩阻力传递。

  一、土层锚杆:

  在风化层和土层中的锚杆,如果施工灌浆质量良好,锚杆的较薄弱环节是锚固体表面与周围土体之间的粘结,而不是砂浆与拉杆的粘结。这样锚杆的限度抗拔力是由土体与锚固体界面上的摩阻力决定的,锚杆的工作机理和荷载传递机制与抗拔桩是一样。抗拔桩基础在反复循环荷载作用下,会产生承载力减损(侧摩阻力减损),位移累计和桩基刚度退化等不利效应,可以预见,同样以十体侧摩阻力提供主要承载力的层锚杆,锚杆在循环荷载作用下,也会发生类似的效应,关于抗拔桩的循环荷载性能的研究部分结论也可以应用到锚杆中来,格外是土层锚杆。

  不同的是桩基础可能承受双向循环荷载,而膜结构汽车棚锚杆一般只承受单向的循环荷载,而且预应力锚杆有预应力,也与一般抗拔桩不同。

  二、岩层锚杆:

  对于岩层中的锚杆,反复荷载还有可能使拉杆与周边砂浆的粘结破坏,如同混凝土结构r的钢筋的锚固破坏。

  有人发现,循环荷载作用下汽车棚锚杆应力会随循环次数增加而不断变化,表现为荷载作用点(即靠近锚固体头部的区域)附近锚杆应力随循环荷载次数增加而降低,深处应力则略有增大,形成随循环次数增加锚杆应力不断向深部传递的现象。可以预见,当其他条件不变时,循环荷载增加到一定次数后,这种变化会逐渐减弱并趋于稳定。产生这种变化的原因在于循环荷载作用会使产生砂浆破坏深度增大,并末后趋于一稳定值。另外,试验结果显示,锚杆变形量不受荷载循环次数的影响。

  预应力锚杆的反复荷载试验结果发现,当施加的重复荷载水平高过预应力水平后,锚固的原来的预应力将渐渐损失,与循环次数和重复荷载水平与预应力水平比值相关;当重复荷载水平小于预应力水平,锚杆预应力损失很小或者甚至没有损失。这样,从预应力保持角度看,预应力水平越高,膜结构汽车棚的锚杆使用寿命也越长。另外,重复荷载水平小于预应力水平时,锚杆表现出相当好的位移性能,锚头的位移保持不变,这是因为预应力保持不变的缘故。