CN114459906B - 一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，先制作至少三个用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的试验试件，试验试件由全灌浆试验套筒、后补连接钢筋、传力钢板和外接延长钢筋组成，接着进行拉伸试验，单向拉伸直至试件破坏，并记录试件破坏位置、破坏形态和极限承载力值，根据试验结果进行可焊性判定；每个批次选择不少于3个试验试件，对各试验试件的破坏位置、破坏形态和极限抗拉强度三个参数进行综合分析，得到评价结果。本发明能够快速对全灌浆套筒与钢筋的可焊性进行判定，为装配式混凝土结构套筒连接钢筋问题的加固整治提供可靠、有效的依据。

Description

一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法。
背景技术
装配式剪力墙结构体系中，竖向预制构件（剪力墙）通过套筒灌浆进行连接。标准层施工时下层预制构件顶部的预留插筋，插入上层预制构件底部的套筒内，通过灌浆连接密实。在转换层施工时，下部的插筋需要在现浇梁、板内插入预留，并保证定位准确。然而，在对已安装施工的首层装配层进行检测时，竟然发现转换层插筋局部未预留甚至整层未预留的情况。该种情况下，即使套筒内灌浆饱满也无法起到连接的作用，严重影响结构安全。
加固时可对灌浆套筒周围、灌浆套筒下方楼板和现浇剪力墙部分区域的混凝土进行凿除，然后将两根后补连接钢筋的一端与套筒两侧外壁焊接固定，另一端深入楼板及现浇剪力墙，最后在凿除区填充结构加固灌浆料。
然而，目前市面上灌浆套筒的材质有多种，如球墨铸铁、45号钢及Q345B钢等，多数灌浆套筒的材质与钢筋的材质有一定的差异，能否直接焊接连接有待验证。另外，套筒的制造工艺由多种，对于滚压成型的套筒，其筒壁表面的螺纹较深，与钢筋搭接焊时无法做到紧密贴合，其可焊性有待进一步验证。
另外，对于全灌浆套筒，倘若在套筒灌浆口端的外壁两侧焊接两根后补连接钢筋，直接采用万能试验机的夹具同时夹持两根后补连接钢筋，拉伸试验过程中很可能会出现受力不均的情况，因为夹具在夹持两根钢筋时不能保证其受力完全对称，影响试验结果。
因此，亟需一种试验方法，在加固整治之前对全灌浆套筒与钢筋的可焊性进行验证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，能够快速且明确地判断出加固整治焊接的可靠性和有效性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，包括以下步骤：
步骤1）制作至少三个用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的试验试件，单个试验试件的制作步骤如下：
A：选择全灌浆试验套筒，全灌浆试验套筒与需要加固整治的全灌浆缺筋套筒一致；
B：选择两根相同的后补连接钢筋，两根后补连接钢筋的截面积之和应大于全灌浆缺筋套筒内的原配连接钢筋的截面积；将两根后补连接钢筋与全灌浆试验套筒轴向一端的外壁单面搭接焊连接，且焊接长度等于钢筋与钢筋单面搭接焊的规定长度，焊接后形成的区段为焊接强度试验区；
C：选择传力钢板，传力钢板的截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和；两根后补连接钢筋与传力钢板采用双面搭接焊连接，焊接长度大于钢筋与钢筋双面搭接焊的规定长度，焊接后形成的区段为连接加强区；传力钢板与全灌浆试验套筒端部间隔一段距离，间隔的区段为预设破坏区；
D：选择外接延长钢筋，其截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和，与传力钢板双面搭接焊连接，外接延长钢筋远离全灌浆试验套筒的一端伸出传力钢板表面设置，焊接长度大于钢筋与钢筋双面搭接焊的规定长度；
焊接完成后得到单端测试转接件；
E：根据B至D的步骤在全灌浆试验套筒轴向的另外一端上制备单端测试转接件；
步骤2）进行拉伸试验；将步骤1）中制成的试验试件夹持在试验仪器的上下夹具中，其中上夹具和下夹具分别夹持两个单端测试转接件的外接延长钢筋；进行单向拉伸试验直至试件破坏，并记录试件破坏位置、破坏形态和极限承载力值；
步骤3）可焊性判定；每个批次选择不少于3个试验试件，对各试验试件的破坏位置、破坏形态和极限抗拉强度三个参数进行综合分析，得到评价结果。
进一步的，在焊接强度试验区，当全灌浆试验套筒的材质为铸铁时，采用MG289焊条进行焊接，当全灌浆试验套筒的材质为钢材时，采用J507焊条进行焊接；在连接加强区均采用J502焊条进行焊接。
进一步的，两根后补连接钢筋的截面积之和应最接近原配连接钢筋的截面积；后补连接钢筋与全灌浆试验套筒的实际焊接长度为10D1，后补连接钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D1，D1为后补连接钢筋公称直径。
进一步的，预设破坏区的长度为4D1-6D1，D1为后补连接钢筋公称直径。
进一步的，传力钢板的截面积应大于外接延长钢筋的截面积。
进一步的，外接延长钢筋的截面积大于两根后补连接钢筋截面积之和且最接近；外接延长钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D2，D2为外接延长钢筋公称直径。
进一步的，外接延长钢筋设置在全灌浆试验套筒轴向上，两根后补连接钢筋设置在全灌浆试验套筒直径方向的两侧。
进一步的，用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的试验试件的制作数量为三个。
进一步的，将三个试验试件进行拉伸试验，在可焊性判定过程中，应遵循如下：
一、符合下列条件之一，应评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性：
1）3个试验试件均断于预设破坏区内的后补连接钢筋，且呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另1个试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
当试验试件断于焊接热影响区，呈延性断裂，视作与断于预设破坏区内的后补连接钢筋等同;试件断于热影响区，呈脆性断裂，视作与断于焊接强度试验区等同；
二、符合下列条件之一，应进行复验：
1）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另1个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）1个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另2个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂；
3）3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度均大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
三、符合下列条件，应评定不可焊或可焊性较钢筋与钢筋的可焊性差：
3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，且有1个试验试件抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值。
进一步的，复验时，应重新制作6个试验试件进行试验，试验结果中若有4个或4个以上试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，另2个或2个以下试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，应评定该检验批复验合格，评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性。
本发明的有益效果：
1、传力钢板和外接延长钢筋的设置，使得在拉伸试验过程中试验试件的上下两端均为单点夹持，通过外接延长钢筋和传力钢板将拉力均匀的传递给两根后补连接钢筋，从而保障了试验结果的可靠性。
2、巧妙的将整个试验试件分段设置为焊接强度试验区、预设破坏区和连接加强区，并通过分别增长后补连接钢筋、外接延长钢筋与传力钢板的焊缝长度，以及适当增大传力钢板和外接延长钢筋的截面积等一系列加强措施，确保了连接加强区的可靠性，使得试验试件最终只能破坏在焊接强度试验区或预设破坏区，从而保障了试验结果的有效性。
附图说明
图1是本发明的试验试件结构示意图；
图2是本发明的试验试件区域划分示意图；
图3是本发明可焊性试验流程图；
图4是本发明的试验试件制备流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1至图4所示，本发明的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法的一实施例，首先需要制备一批次三个的试验试件，单个试验试件由一个全灌浆试验套筒、四根后补连接钢筋、两块传力钢板和两根外接延长钢筋组成；
具体的，先选择全灌浆试验套筒1，全灌浆试验套筒与需要加固整治的全灌浆缺筋套筒一致；然后选择两根相同的后补连接钢筋2，将两根后补连接钢筋与全灌浆试验套筒灌浆口端的外壁单面搭接焊连接，且两根后补连接钢筋设置在全灌浆试验套筒直径方向的两侧，后补连接钢筋与全灌浆试验套筒的实际焊接长度为10D1，D1为后补连接钢筋公称直径，焊接后形成的区段为焊接强度试验区5，两根后补连接钢筋的截面积之和应大于全灌浆缺筋套筒内的原配连接钢筋的截面积，且两根后补连接钢筋的截面积之和应最接近原配连接钢筋的截面积；钢筋具有固定的规格，例如10 mm、12 mm、14 mm、16 mm等，此处的最接近的描述可以理解为：当原配连接钢筋的直径为16 mm，其截面积为201 mm 2，根据后补连接钢筋截面积之和应大于原配连接钢筋的原则，可以选择直径12 mm或14 mm或更大尺寸的，再根据截面积之和应最接近原配连接钢筋的原则最终只能选定直径12 mm的后补连接钢筋，两根后补连接钢筋的截面积之和为226 mm 2。在焊接强度试验区内，根据全灌浆试验套筒的材质，需要选择对应的焊条进行焊接，当全灌浆试验套筒的材质为铸铁时，采用MG289焊条进行焊接，当全灌浆试验套筒的材质为钢材时，采用J507焊条进行焊接；
接着选择一块传力钢板，传力钢板的截面积应大于外接延长钢筋的截面积，将一块传力钢板3与两根后补连接钢筋采用双面搭接焊连接，后补连接钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D1，D1为后补连接钢筋公称直径，焊接后形成的区段为连接加强区6，传力钢板的截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和，传力钢板与全灌浆试验套筒端部间隔一段距离，间隔的区段为预设破坏区7，预设破坏区的长度为4D1-6D1，D1为后补连接钢筋公称直径；在连接加强区采用J502焊条进行焊接。
选择一根外接延长钢筋4，其截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和且最接近，与传力钢板双面搭接焊连接，外接延长钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D2，D2为外接延长钢筋公称直径，且外接延长钢筋设置在全灌浆试验套筒轴向上，外接延长钢筋远离全灌浆试验套筒的一端伸出传力钢板表面，用于拉拔，焊接长度大于钢筋与钢筋双面搭接焊的规定长度，焊接后形成的区段也为连接加强区，焊接完成后得到单端测试转接件；钢筋具有固定的规格，例如10mm、12 mm、14 mm、16 mm等，此处的最接近的描述可以理解为：当两根后补连接钢筋选择的直径为12 mm，两根后补连接钢筋的截面积之和为226 mm 2,根据外接延长钢筋截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和的原则，可以选择直径18 mm或20 mm或更大尺寸的，再根据截面积应最接近两根后补连接钢筋的截面积之和的原则，外接延长钢筋的直径只能选取为18 mm，截面积为254 mm 2。
根据上述的制备方式，在全灌浆试验套筒出浆口端进行另一单端测试转接件的制备；
制备结束后进行拉伸试验，将三个试验试件夹持在试验仪器的上下夹具中，其中上夹具和下夹具分别夹持两根外接延长钢筋；进行单向拉伸试验直至试件破坏，记录试件破坏位置、破坏形态和极限承载力值；对各试验试件的破坏位置、破坏形态和极限抗拉强度三个参数进行综合分析，得到评价结果。
在分析过程中，遵循如下：
一、符合下列条件之一，应评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性：
1）3个试验试件均断于预设破坏区内的后补连接钢筋，且呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另1个试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
当试验试件断于焊接热影响区，呈延性断裂，视作与断于预设破坏区内的后补连接钢筋等同;试件断于热影响区，呈脆性断裂，视作与断于焊接强度试验区等同；
二、符合下列条件之一，应进行复验：
1）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另1个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）1个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另2个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂；
3）3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度均大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
三、符合下列条件，应评定不可焊或可焊性较钢筋与钢筋的可焊性差：
3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，且有1个试验试件抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
满足复验条件时可进行复验，复验时，应重新制作6个试验试件进行试验，试验结果中若有4个或4个以上试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，另2个或2个以下试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，应评定该检验批复验合格，评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性。
根据上述的细则规定，能够快速且有效的从测试结果中判断出加固整治焊接的可靠性和有效性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）制作至少三个用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的试验试件，单个试验试件的制作步骤如下：
A：选择全灌浆试验套筒，全灌浆试验套筒与需要加固整治的全灌浆缺筋套筒一致；
B：选择两根相同的后补连接钢筋，两根后补连接钢筋的截面积之和应大于全灌浆缺筋套筒内的原配连接钢筋的截面积；将两根后补连接钢筋与全灌浆试验套筒轴向一端的外壁单面搭接焊连接，且焊接长度等于钢筋与钢筋单面搭接焊的规定长度，焊接后形成的区段为焊接强度试验区；
C：选择传力钢板，传力钢板的截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和；两根后补连接钢筋与传力钢板采用双面搭接焊连接，焊接长度大于钢筋与钢筋双面搭接焊的规定长度，焊接后形成的区段为连接加强区；传力钢板与全灌浆试验套筒端部间隔一段距离，间隔的区段为预设破坏区；
D：选择外接延长钢筋，其截面积应大于两根后补连接钢筋的截面积之和，与传力钢板双面搭接焊连接，外接延长钢筋远离全灌浆试验套筒的一端伸出传力钢板表面设置，焊接长度大于钢筋与钢筋双面搭接焊的规定长度；
焊接完成后得到单端测试转接件；
E：根据B至D的步骤在全灌浆试验套筒轴向的另外一端上制备单端测试转接件；
步骤2）进行拉伸试验；将步骤1）中制成的试验试件夹持在试验仪器的上下夹具中，其中上夹具和下夹具分别夹持两个单端测试转接件的外接延长钢筋；进行单向拉伸试验直至试验试件破坏，并记录试件破坏位置、破坏形态和极限承载力值；
步骤3）可焊性判定；每个批次选择不少于3个试验试件，对各试验试件的破坏位置、破坏形态和极限抗拉强度三个参数进行综合分析，得到评价结果；
用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的试验试件的制作数量为三个；
将三个试验试件进行拉伸试验，在可焊性判定过程中，应遵循如下：
一、符合下列条件之一，应评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性：
1）3个试验试件均断于预设破坏区内的后补连接钢筋，且呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值;另1个试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
当试验试件断于焊接热影响区，呈延性断裂，视作与断于预设破坏区内的后补连接钢筋等同;试件断于热影响区，呈脆性断裂，视作与断于焊接强度试验区等同；
二、符合下列条件之一，应进行复验：
1）2个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；另1个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
2）1个试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；另2个试验试件断于焊接强度试验区或热影响区，呈脆性断裂；
3）3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度均大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值；
三、符合下列条件，应评定不可焊或可焊性较钢筋与钢筋的可焊性差：
3个试验试件均断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，且有1个试验试件抗拉强度小于后补连接钢筋抗拉强度标准值。
2.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，在焊接强度试验区，当全灌浆试验套筒的材质为铸铁时，采用MG289焊条进行焊接，当全灌浆试验套筒的材质为钢材时，采用J507焊条进行焊接；在连接加强区均采用J502焊条进行焊接。
3.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，两根后补连接钢筋的截面积之和应最接近原配连接钢筋的截面积；后补连接钢筋与全灌浆试验套筒的实际焊接长度为10D1，后补连接钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D1，D1为后补连接钢筋公称直径。
4.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，预设破坏区的长度为4D1-6D1，D1为后补连接钢筋公称直径。
5.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，传力钢板的截面积应大于外接延长钢筋的截面积。
6.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，外接延长钢筋的截面积大于两根后补连接钢筋截面积之和且最接近；外接延长钢筋与传力钢板的实际焊接长度6D2，D2为外接延长钢筋公称直径。
7.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，外接延长钢筋设置在全灌浆试验套筒轴向上，两根后补连接钢筋设置在全灌浆试验套筒直径方向的两侧。
8.如权利要求1所述的用于测试全灌浆套筒与钢筋可焊性的方法，其特征在于，复验时，应重新制作6个试验试件进行试验，试验结果中若有4个或4个以上试验试件断于预设破坏区内的后补连接钢筋，呈延性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，另2个或2个以下试验试件断于焊接强度试验区，呈脆性断裂，其抗拉强度大于或等于后补连接钢筋抗拉强度标准值，应评定该检验批复验合格，评定全灌浆套筒与钢筋的可焊性不亚于钢筋与钢筋的可焊性。
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