供應中山混凝土結構粘鋼加固規(guī)范/粘鋼承載力計算/粘鋼報價計算

1 概述

    混凝土結構的加同方法有多種，如加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、改變傳力途徑加固法等，外部粘鋼加固法在我國使用較晚，但該法具有基本上不增大構件斷面、施工期間不影響使用及施工期短等優(yōu)點，故采用粘鋼加固的過程日漸增多?；炷Y構外部牯鋼加固，是在需要加固的構件表面用結構皎粘貼鋼板而達到加固目的， 由于加I司的可脊l生取決于結構膠的性能，因而其應用范圍受到一定的局限，它適用于承受靜力作用的一股受彎及受拉構件，環(huán)境溫度不超過60℃ ，相對濕度不大于70％，無化學腐蝕的環(huán)境。

    粘鋼加固法的設計規(guī)定、計算方法、構造要求及施] 方法等在《混凝土結構加固技術規(guī)范CECS25：90》( 下簡稱《規(guī)范》)中有具體的規(guī)定。由于粘鋼加固法的工程實踐和理論研究有限，《規(guī)范》中沒有明確將該加同方法列為混凝土結構加固方法之一．而是以附錄的形式作出了隨著近幾年的理論研究的深入和l’程實踐的增多．粘鋼加固法的設計理論日趨完善。本文依據(jù)試驗研究的成果，提出粘鋼加固法在《規(guī)范》中沒有反映或有待完善的幾個問題， 供工程曖計參考。

2 正截面承載力的粘鋼加固

    粘鋼加嘲梁彎曲變形符合平截面假定，正截面承載力計算完全同《混凝土結構設計規(guī)

范》，但粘鋼加固屬 體外配筋，其承載力計算及構造措施有其自身特點。

2、l承載力計算公式

    按《規(guī)范》粘鋼加固構件類似于組合結構，屬二次受力結構，鋼板受力前鋼筋已有應力，經(jīng)粘鋼加固后鋼板才開始受力．即鋼板和鋼筋存在應變滯后和應力超前問題(如圖1)，由于鋼筋的極限拉應變e 可達0．01，鋼板的彈性應變e =0．00140．0025， 故構件在破壞時鋼板能屈服且鋼筋鹿變?nèi)匀粷M足e ≤ e =0．0L，因此從理論上說鋼筋和鋼板強度均能達到抗拉強度設計值。但是．鋼板與混凝士是靠結構膠的粘結共同工作，其共同工作的可靠性受結構膠的性能、枯結質量影響很大，田此在實際工程中應考慮鋼板與混凝土的共同[作問題

2．2 受拉區(qū)側面粘鋼《規(guī)范》中給出的承載能力計算公式是針對梁底受拉區(qū)粘鋼而言的。但實際工程中由于某些原因不能在槳底而只能在梁側粘鋼時(圖2)，梁的抗力性能和抗彎承載力會如何呢?

    試驗表明，梁側粘鋼的抗裂承載力約下降20％．極限承載力約下降1O％，粱側粘鋼的初始裂縫出現(xiàn)在彎矩較大的區(qū)段的梁底，側面鋼板對裂縫開展的約束能力差，梁底粘鋼的初始裂縫出現(xiàn)在離底面約12ram處．鋼板對裂縫開展的約束能力強，裂縫的開展隨荷載增加較緩縵且延緩了裂縫的產(chǎn)生 因此，在有條件時應盡量采用粱底粘結鋼板，以提高粘鋼加固效果，對于受拉區(qū)側面粘鋼時應考慮其不利影響。

2 3粘鋼的錨國措施鋼板的強度能否充分發(fā)揮，關鍵取決于鋼板與混凝土的有效錨固。鋼板與混凝土的錨     

固破壞有三種形式：

(1)混凝土表面剝離。這是由于鋼板端部與混凝土的交界面上存在著很高的剪應力和正應力．當其主拉應力超過混凝土的極限拉應力時，鋼板沿交界面混凝土剝離當鋼板錨固長度不夠或膠結質量缺陷或用箍板錨固時均有可能發(fā)生脆性的剪切粘接或撕裂破壞

(2)鋼板端部的混凝十拉壞這是由于鋼板端部的膠體與混凝士的粘結雖然能抵抗剪切和剝離 力，但此處混凝土卻在高剪切和拉伸的復雜應力狀態(tài)下沿其主拉應力方向開裂．這種破壞一般出現(xiàn)在鋼板的錨固氏度足夠，但端部混凝土投有防裂措施時出現(xiàn)，是脆性破壞。

(3)鋼板先屈服混凝土后壓碎。當鋼板與混凝土的粘結可靠且在梁端錨固長度范匿內(nèi)側面貼鋼板時，盡管粱端混凝士也會開裂，但側面鋼板阻止了裂縫的發(fā)展，加強了鋼板的錨固效果， 錨固破壞前受拉鋼板先屈服．然后是壓區(qū)混凝土壓碎，破壞形態(tài)完全同受彎構件適筋粱的破壞，屬延性破壞。

    因此， 鋼板的錨周措施僅靠《規(guī)范》中的保證鋼板錨周長度或在鋼板端部錨固區(qū)粘結u形箍板是不夠的， 了防l卜梁過旱地發(fā)生脆性剪切粘結破壞，可在梁端側面粘鋼板，粘貼鋼板長度宜為錨同艮度。

3 斜截面承載力的粘鋼加固

3．1箍板的加固方案

    斜截面承載力不足時可用鋼箍板粘貼加固，但箍板的粘貼方案有多種，《規(guī)范》中提供的是并聯(lián)u形箍板方案，該方案在實際中存在著加工成型困難、施工不方便等缺點，在實際I=作中．根據(jù)實際情況有多種箍板方案經(jīng)試驗驗證是可行的。如u形箍板上部不用縱向錨固板(圖4b)：粱側貼二個L形箍板形成一個u形箍板， 該方案施工方便；斜向粘貼鋼板，使加固鋼板與斜裂縫方向垂直：斜鋼板上端與橫板焊接，下端焊短肢在梁底粘結，該方案可使斜鋼板可靠錨固。

3．2斜截面承載力計算公式

    箍板方案的不同使箍板的錨固程度不同，故箍板的強度利用程度不同，因此斜截面承載力計算公式也不一樣。根據(jù)試驗研究， 4(a)、(c)的箍板錨固措施可靠，箍板抗剪承載力

3．3 裂縫對承載力的影響粘鋼加固時，染可能出現(xiàn)了彎曲裂縫或彎剪裂縫，沒有開裂粘鋼加固與開裂后再粘鋼加固，它們的承載能力會有何變化昵?研究表明，粘鋼時彎曲裂縫的出現(xiàn)與否對正截面承載力基本沒影響，但斜裂縫出現(xiàn)后再粘鋼加固的粱，其斜截面承載力較未開裂時加固要降低20％ ，此點在斜截面承載力計算時要特別注意。

4 粘鋼加固須繼續(xù)解決的問題

4 1材料的耐久性問題粘鋼加固的耐久性一直是工程界普遍關注的問題，鋼板的耐久性問題通過表面砂漿保護是不會有問題的，結構膠的耐久性是粘鋼加固的關鍵，其長期抗老化性能尚不十分清楚。

4．2粘鋼加固的適用范圍粘鋼加固由于某些方面的不足， 目前局限在室內(nèi)常溫低濕條件下的靜力受彎和受拉構件，如何運用到室外環(huán)境及反復荷載作用的結構加固和受壓構件的粘鋼加固還需要進一步的研究。

4．3加固材料的更新由于粘鋼工藝較復雜、質量要求較高，近來出現(xiàn)了鋼板的代用材料，如外包玻璃鋼加固、外包碳纖維加 、粱端繞絲抗剪加固等新的加固方式，但目前于試驗階段。

4．4銷栓代膠的研究

由于結構膠的老化問題， 目前出現(xiàn)了用銷栓代膠的試驗研究． 即鋼板與混凝土構件間用槍射擊螺栓連接，此連接方法施工非常方便，也不存在老化問題，若試驗成功，應用前景非常廣闊。

5 結論

混凝土結構外部牯鋼加固的設計雖有《規(guī)范》可循，但規(guī)范內(nèi)容很不完善，在粘鋼加固設計時應考慮：

(1)正截面承載力計算值的折減；

(2)受拉區(qū)側面粘鋼的抗彎承載力的折減：

(3)鋼板的錨固應優(yōu)先采用延性性能好的梁端側面粘鋼錨固措施；

(4 斜截面加固有多種箍板形式，每種箍板形式的抗剪承載力計算公式不同；

(5)粘鋼時構件是否開裂對正截面承載力無影響，斜截面承載力約降低20％：

(6)粘鋼加固的新材料、新工藝有待進一步研究。