钢筋混凝土结构的应用至今已有一百多年的历史,建筑工程技术领域的进步也不断推动着建筑规范的不断完善和提高。在社会经济不断发展的今天,很多已建建筑的老化已导致其承载力和安全性不断下降,远远低于当前规范的要求,钢筋混凝土的加固技术便在这种大背景下应势而出并不断发展。
粘钢加固法原理
粘钢加固法是在混凝土构件表面的承载力不足位置采用特制结构胶,一般为树脂类胶粘贴钢板,使二者能够牢固的形成一体,连接为一整体受力体系,共同受力和变形,增强原结构构件的抗弯或抗剪能力,满足正常使用的一种方法。
《混凝土结构加固设计规范》(G367-2006)(以下简称规范)指出,粘钢加固方法主要适用于钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固,简单来说,就是配筋不足、梁端箍筋未加密等的情况,通过钢板的承载力来补充原结构的不足。
规范同时指出,当采用此种方法对梁板等受弯构件进行加固时,除《混凝土结构设计规范》G010中的正截面承载力计算的基本假定需要遵守外,尚应遵守规范的一些假定,简单的说便是以下几条:①平截面假定;②忽略混凝土抗拉强度;③对于钢板,σ=Eε;④对于混凝土,σ=f2ε/ε-ε/ε,其中混凝土极限应变ε=0.002;⑤考虑二次受力时,要按照构件的初始受力确定粘贴钢版的滞后应变;⑥达到承载能力极限状态前,混凝土与钢板不出现剥离破坏。
随着工业的发展以及工艺的不断改革,往往需要对原有的建筑体进行改造加固,或者由于钢筋混凝土构件遭到严重腐蚀,需要对结构构件本身进行加固,以直接提高它的抗力和刚度。一些新建和在建的工程,由于设计或施工不当等因素,有些工程面临功能改变,荷载增加,提高建筑物的抗震设防等级,减小构件过大的变形等等,这些都需要对结构进行加固。通过这些加固措施,可以使企业降低成本,提高经济效益。目前,使用建筑结构胶在混凝土表面粘结钢板来加固混凝土结构,可以改善结构在使用荷载下的运行状况和提高承载力,是目前较为普遍的一种简便而行之有效的加固方法
对于粘钢加固梁,在适筋条件下,虽然加固梁钢板比原钢筋有应力滞后的情况,但在破坏时,钢板一般均能达到屈服强度。在粘结锚固满足时,粘钢加固梁的受弯承载力计算可按照现行国家标准进行梁的受弯承载力计算。
2)粘钢加固梁抗剪承载力计算
当构件斜截面抗剪承载力不足时,可采用粘钢板加固,加固的方式有钢围套加固、粘U 型钢板箍加固、粘翼板加固和粘钢板条加固 。其中,使用围套加固的梁(外包整个剪切区)强度提高大,且破坏形式为弯曲型。使用U 型箍、钢板条和翼板加固的梁虽可提高斜截面抗剪承载力,但其破坏型式常常是混凝土表面撕裂的脆性破坏。国内常采用粘贴并联U 型箍板进行加固,其斜截面受剪承载力按下式计算: