結(jié)構(gòu)鑒定與加固第七章

1、第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法概述：與外粘型鋼加固法類似，它也是使用面較廣的傳統(tǒng)加固方法之一。7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定加固原理：用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板以提高抗彎抗剪承載力的一種加固方法。優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)便，加固速度快，整體工作性能強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)工作量較少，受力可靠，不影響結(jié)構(gòu)外形，施工時(shí)對(duì)外界的影響較小。結(jié)構(gòu)膠的生產(chǎn)歷史及現(xiàn)狀：80年代初開(kāi)始結(jié)構(gòu)膠的研究，最早大連化學(xué)物理研究所JGN型結(jié)構(gòu)膠；冶金建筑研究總院TJS-1型結(jié)構(gòu)膠等。與外粘型鋼中使用的灌注膠不同。第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定適用條件：一般只能承受靜力荷載的一般

2、受彎和受拉構(gòu)件的加固，環(huán)境溫度不超過(guò)60及相對(duì)濕度較小的地區(qū)。結(jié)構(gòu)膠的發(fā)展很快。單純以結(jié)構(gòu)膠與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的做法不適合于抗疲勞的場(chǎng)合。若輔以膨脹螺栓等錨固措施，則適用范圍較廣。加固使用膠的性能要求：強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小、具有一定彈性。 一般情況下，膠的粘結(jié)強(qiáng)度小于混凝土自身的強(qiáng)度，其彈性模量?jī)H為混凝土的幾分之一或幾十分之一。加固結(jié)構(gòu)膠的選用：選用彈性模量高，溫度變形較小的剛性膠?；詈奢d：加固時(shí)卸除可能的活荷載第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法與結(jié)構(gòu)膠有關(guān)的強(qiáng)度：膠粘劑本身強(qiáng)度，膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度，鋼-混凝土粘結(jié)強(qiáng)度。7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定膠粘

3、劑本身強(qiáng)度： 1）抗拉強(qiáng)度和彈性模量 2）抗壓強(qiáng)度第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度： 1）粘結(jié)抗剪強(qiáng)度 2）粘結(jié)抗拉強(qiáng)度第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度： 3）剝離強(qiáng)度：為表征膠粘鋼板在邊緣非均勻載荷情況下 的受力性能，常用剝離強(qiáng)度表示。 4）不均勻扯離強(qiáng)度：為了表征蒙皮結(jié)構(gòu)中蒙皮與骨架間的 粘結(jié)性能，或表征一種剛性較強(qiáng)的膠粘劑的韌性，常用 該強(qiáng)度進(jìn)行表示。第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定鋼-混凝土粘結(jié)強(qiáng)度：膠粘強(qiáng)度是隨被粘

4、基層材料種類而異。實(shí)際實(shí)驗(yàn)應(yīng)是混凝土首先破壞。 1）粘結(jié)抗剪強(qiáng)度：采用強(qiáng)度等級(jí)C40及以上的高強(qiáng)混凝土試塊與鋼塊粘結(jié)，作雙剪實(shí)驗(yàn)。 2）粘結(jié)抗拉強(qiáng)度：采用強(qiáng)度等級(jí)C40及以上的高強(qiáng)混凝土試塊與鋼塊對(duì)粘，作軸拉實(shí)驗(yàn)。第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法外粘鋼板加固法適用范圍：適用于鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件的加固。7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定7. 1 設(shè)計(jì)規(guī)定對(duì)被加固混凝土強(qiáng)度的要求：不應(yīng)低于C15，且混凝土正拉結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于1.5MPa。鋼板表面的處理：防銹蝕處理，且防銹處理使用材料不應(yīng)對(duì)鋼板及膠粘劑有腐蝕。對(duì)既有荷載的處理：應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在加固結(jié)構(gòu)上的活荷載。7.1設(shè)

5、計(jì)規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.1 設(shè)計(jì)規(guī)定平截面假定：遵守混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，鋼板的拉應(yīng)變符合平截面假定。加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度b,sp：1)對(duì)重要構(gòu)件： b,sp=0.9b；2)對(duì)一般構(gòu)件： b,sp=b。b：加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度。對(duì)粘結(jié)破壞的要求：在達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)前，外粘鋼板與混凝土之間不出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞。7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算外粘鋼板，對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)進(jìn)行加固：其正截面承載力：外粘型鋼抗彎計(jì)算與此類似

6、hAfhhAfahAfxhbxfMspspsysyc00000012spspsysyspspspcAfAfAfAfbxf000001spspspcucuspEfxh/)/8 . 0(0,ax 27.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算M-構(gòu)件加固后彎矩設(shè)計(jì)值；fsp、fsp-加固鋼板的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Asp，Asp-加固鋼板的抗拉、抗壓截面面積；a-縱向受壓鋼筋的合力點(diǎn)到截面截面近邊的距離；sp-考慮二次受力影響時(shí)，受拉鋼板抗拉強(qiáng)度有可能達(dá)不到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值而引入的強(qiáng)度折減系數(shù)，當(dāng)sp 1.0時(shí)，取1.0；sp,0-考慮二次受力影響時(shí)，受拉鋼板的滯后應(yīng)變，

7、按規(guī)范規(guī)定計(jì)算（下頁(yè)）： 若不考慮二次受力影響，則sp,0=0。7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算計(jì)算系數(shù)sp值te0.0070.0100.0200.0300.0400.060單排鋼筋0.700.901.151.201.251.30雙排鋼筋0.751.001.251.301.351.40000 ,hAEMsskspspte-按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率，te=As/(0.5bh+(bf-b)hf )7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算計(jì)算基本思路：如果受壓區(qū)沒(méi)有粘貼鋼板（常見(jiàn)的情況），則可根據(jù)

8、彎矩公式計(jì)算出混凝土受壓區(qū)高度x，按計(jì)算sp的公式計(jì)算出強(qiáng)度折減系數(shù)，然后代入到軸力平衡方程即可求出Asp。加固后相對(duì)界限受壓區(qū)高度b,sp2：(使用理論公式計(jì)算的結(jié)果，與前述不一致，非規(guī)范推薦) 縱向鋼筋品種 加固鋼板品種 HPB235210N/mm2HRB335300N/mm2HRB400360N/mm2Q235 fy=215N/mm20.4900.4520.430Q345 fy=345N/mm20.4510.4190.4007.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算鋼板截?cái)辔恢茫赫孛婕庸?，鋼板截?cái)辔恢镁嗥涑浞掷媒孛嫒缦碌恼迟N延伸長(zhǎng)度：spbdspsp

9、sptftfl170/lsp-受拉鋼板粘貼延伸長(zhǎng)度；tsp-粘貼鋼板總厚度；fsp-加固鋼板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fbd-鋼板與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40C45C50C60粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值0.610.80 0.941.051.141.211.261.311.35鋼板與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fbd，MPa7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算鋼板斜截面加固計(jì)算：采用扁鋼條帶對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行斜截面加固：7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算鋼板斜截面加固計(jì)算：與加大截面加固法

10、有類似的限制條件：類似于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，有適用截面限制條件：當(dāng)hw/b4：V 0.25cfcbh0;當(dāng)hw/b6： V 0.20cfcbh0。其它情況線性插值。鋼板斜截面加固計(jì)算：采用封閉箍和U型箍對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行抗剪加固時(shí)：spbbVVV,07.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算spspspspvbspbshAfV/,鋼板斜截面加固計(jì)算：采用封閉箍和U型箍對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行抗剪加固時(shí)：Vbs,p-粘貼鋼板后提高的抗剪能力；vb-與抗剪粘貼方式和受力條件有關(guān)的強(qiáng)度折減系數(shù)；Asp-配置在同一截面處箍板的全部截面面積；hsp-梁豎向粘貼鋼板的高度；ss

11、p-箍板的間距：箍板構(gòu)造加錨封閉箍膠錨或鋼板錨U型箍一般U型箍受力均布荷載或31.00.920.85條件剪跨比1.50.680.630.58抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)vb 7.2 加固計(jì)算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計(jì)算鋼板大偏心受壓構(gòu)件正截面加固計(jì)算：應(yīng)將加固鋼板粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土表面：spspsyspspsycAfAfAfAfbxfN000001)()()2(00000001hhAfhAfahAfxhbxfNespspspspsycaheei2aieee0關(guān)于計(jì)算公式中鋼板的屈服與否的問(wèn)題：大偏心受壓與受彎情況一樣（都是受拉破壞），由于原受拉鋼筋極限應(yīng)變值su=0.

12、01，而加固施工一般在全截面受壓時(shí)進(jìn)行，因此實(shí)際不存在鋼板的應(yīng)變滯后問(wèn)題。即破壞時(shí)，新增鋼板一般均可以達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。7.3構(gòu)造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構(gòu)造規(guī)定梁粘貼鋼板端部錨固措施：7.3構(gòu)造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構(gòu)造規(guī)定繞過(guò)柱位粘貼鋼板：支座處有障礙，但梁上有現(xiàn)澆板時(shí)，允許繞過(guò)柱位，在梁側(cè)4倍板厚hb范圍內(nèi)，將鋼板粘貼于板面上（梁上部粘貼鋼板的情形）7.3構(gòu)造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構(gòu)造規(guī)定縱向腰間鋼壓條：當(dāng)梁的截面高度h600mm時(shí)，應(yīng)在梁的腰部增設(shè)一道縱向腰間鋼壓條。7.3構(gòu)造規(guī)定第七

13、章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構(gòu)造規(guī)定鋼板厚度：手工涂膠時(shí)，鋼板宜裁成多條粘貼，且鋼板厚度不應(yīng)大于5mm。壓力注膠，鋼板厚度不應(yīng)大于10mm，且應(yīng)按型鋼加固法中的焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。受拉區(qū)鋼板長(zhǎng)度及錨固：加固鋼板宜延長(zhǎng)到支座邊緣，且應(yīng)在端部及集中荷載處設(shè)置U型箍進(jìn)行錨固。封閉箍及U型箍的間距：不大于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于最大箍筋間距的0.7倍，且不大于梁高的0.25倍。7.4例題講解第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.4 例題講解例題1：梁加固。某大梁截面尺寸250mm500mm，C25級(jí)混凝土，鋼筋HRB335，受拉區(qū)配置325，受壓區(qū)配置316，跨中最大彎矩M=230kNm(其中初始彎矩Mi=135kNm)，驗(yàn)算是否需要加固補(bǔ)強(qiáng)。例題2：梁加固。若上例中初始彎矩Mi=35kNm，其他條件不變，求粘鋼面積Asp。7.4例題講