粘钢技术是一门既古老而又年轻的技术,它广泛用于胶合板、纤维加工、建筑、机械、造船、航空及*等重要领域。在民用建筑工程中,应用粘钢技术对各类新旧建筑件进行连接、补强和加固,其中混凝土梁板常采用外部粘贴钢板的补强方法。粘贴钢板加固就是在混凝土结构的外侧用结构胶粘贴钢板补强以提高其受力强度和结构的安全性。它适用于受弯、受拉、受剪构件,主要原理是利用原构件的承载力,通过后粘钢板和原构件共同作用,大幅提高承载能力。在国内许多典型工程中已普遍采用。粘钢补强方法不仅可用于砼或钢筋砼结构裂缝及其他病害的修补,还可用于设计承载能力不足的改扩建工程。众所周知,砼裂缝是砼及钢筋砼结构工程老化病害中为**、为普遍的问题。宏观裂缝不仅会降低结构的承载能力或刚度,同时,还将降低结构的防水性、气密性、引起砼内钢筋锈蚀或诱发其他工程病害,从而降低了工程耐久性,并可能酿成工程事故。所以,对于严重的砼构件裂缝,必须及时地采用合理可靠的修补措施进行补强加固,以防止或抑制其裂缝的开展,恢复或提高其承载能力和结构刚度,延长工程使用寿命。
钢筋混凝土结构加固的注意事项
在对钢筋混凝土结构进行加固时,应注重以下几个方面:一是要对结构整体进行分析,不应只对单个构件进行分析,因为加固时改变了本构件的刚度,引起内力分配有变化,故应作为一个整体分析。二是对于比较复杂的结构,需要借助于仪器进行测试和测量,简单结构可以凭借目测和经验来确定结构的损坏程度。三是钢材宜选用二、钢,水泥要425 号以上,混凝土强度比原结构高一个等级。四是应尽量利用原结构本身仍具有的承载力,减少新加部份承担的内力和拆除原构件的工作量,同时选用技术上、经济合理、施工方便的加固方案。
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:
混凝土结构粘钢补强原理
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学性质差异很大的材料组成的。钢筋的拉压性能,尤其是抗拉性能特别好。而混凝土其抗压性能好,抗拉性能差,混凝土的抗压强度约为抗拉强度的10倍左右。如图3.0.1 所示的简支梁,在载荷作用下,梁中性层以上部分为受压区,中性层以下部分为受拉区。
钢筋的作用
由于混凝土抗拉强度很低,在不大的荷载作用下,素混凝土梁就会以受拉区开裂而破坏,此时受压区混凝土的抗压强度却没有被充分利用。由于钢材的受拉性能较好,如果在梁受拉区下边缘配置适量的钢筋,利用钢筋代替混凝土受拉,使得受压混凝土的抗压强度能充分发
挥,这样就大大提高了梁的承载能力。钢筋混凝土梁不是钢筋和混凝土两种材料的简单组合,要使这两种力学性质不同的材料作为一个统一的构件共同工作,其基本前提就是要保证它们之间的粘结,这里的粘结不仅仅是限于水凝胶体对钢筋表面的粘着力,而是包含着综合力作用,即摩擦作用以及钢筋表面凹凸不平或表面肋纹与周围混凝土之间的机械咬合作用等的粘结作用。这些粘结作用使钢筋和混凝土两种材料共同作用。