結構鑒定與加固第七章

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加固方法之一。7. 1 設計規(guī)定7. 1 設計規(guī)定加固原理：用特制的建筑結構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：施工簡便，加固速度快，整體工作性能強，現場工作量較少，受力可靠，不影響結構外形，施工時對外界的影響較小。結構膠的生產歷史及現狀：80年代初開始結構膠的研究，最早大連化學物理研究所JGN型結構膠；冶金建筑研究總院TJS-1型結構膠等。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 設計規(guī)定7. 1 設計規(guī)定適用條件：一般只能承受靜力荷載的一般

2、受彎和受拉構件的加固，環(huán)境溫度不超過60及相對濕度較小的地區(qū)。結構膠的發(fā)展很快。單純以結構膠與原結構進行連接的做法不適合于抗疲勞的場合。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：強度高、粘結力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數小、具有一定彈性。 一般情況下，膠的粘結強度小于混凝土自身的強度，其彈性模量僅為混凝土的幾分之一或幾十分之一。加固結構膠的選用：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構膠有關的強度：膠粘劑本身強度，膠粘劑粘結強度，鋼-混凝土粘結強度。7. 1 設計規(guī)定7. 1 設計規(guī)定膠粘

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

4、基層材料種類而異。實際實驗應是混凝土首先破壞。 1）粘結抗剪強度：采用強度等級C40及以上的高強混凝土試塊與鋼塊粘結，作雙剪實驗。 2）粘結抗拉強度：采用強度等級C40及以上的高強混凝土試塊與鋼塊對粘，作軸拉實驗。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件的加固。7. 1 設計規(guī)定7. 1 設計規(guī)定對被加固混凝土強度的要求：不應低于C15，且混凝土正拉結強度不應低于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對鋼板及膠粘劑有腐蝕。對既有荷載的處理：應采取措施卸除或大部分卸除作用在加固結構上的活荷載。7.1設

5、計規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.1 設計規(guī)定平截面假定：遵守混凝土結構設計規(guī)范，鋼板的拉應變符合平截面假定。加固后的相對界限受壓區(qū)高度b,sp：1)對重要構件： b,sp=0.9b；2)對一般構件： b,sp=b。b：加固前的相對界限受壓區(qū)高度。對粘結破壞的要求：在達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粘結剝離破壞。7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算外粘鋼板，對鋼筋混凝土受彎構件受拉區(qū)和受壓區(qū)進行加固：其正截面承載力：外粘型鋼抗彎計算與此類似

6、hAfhhAfahAfxhbxfMspspsysyc00000012spspsysyspspspcAfAfAfAfbxf000001spspspcucuspEfxh/)/8 . 0(0,ax 27.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算M-構件加固后彎矩設計值；fsp、fsp-加固鋼板的抗拉、抗壓強度設計值；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到截面截面近邊的距離；sp-考慮二次受力影響時，受拉鋼板抗拉強度有可能達不到強度設計值而引入的強度折減系數，當sp 1.0時，取1.0；sp,0-考慮二次受力影響時，受拉鋼板的滯后應變，

7、按規(guī)范規(guī)定計算（下頁）： 若不考慮二次受力影響，則sp,0=0。7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算計算系數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算的縱向受拉鋼筋配筋率，te=As/(0.5bh+(bf-b)hf )7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算計算基本思路：如果受壓區(qū)沒有粘貼鋼板（常見的情況），則可根據

8、彎矩公式計算出混凝土受壓區(qū)高度x，按計算sp的公式計算出強度折減系數，然后代入到軸力平衡方程即可求出Asp。加固后相對界限受壓區(qū)高度b,sp2：(使用理論公式計算的結果，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 加固計算鋼板截斷位置：正截面加固，鋼板截斷位置距其充分利用截面如下的粘貼延伸長度：spbdspsp

9、sptftfl170/lsp-受拉鋼板粘貼延伸長度；tsp-粘貼鋼板總厚度；fsp-加固鋼板的抗拉強度設計值；fbd-鋼板與混凝土之間的粘結強度設計值?；炷翉姸鹊燃塁15C20C25C30C35C40C45C50C60粘結強度設計值0.610.80 0.941.051.141.211.261.311.35鋼板與混凝土之間的粘結強度設計值fbd，MPa7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算鋼板斜截面加固計算：采用扁鋼條帶對受彎構件進行斜截面加固：7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算鋼板斜截面加固計算：與加大截面加固法

10、有類似的限制條件：類似于混凝土結構設計規(guī)范，有適用截面限制條件：當hw/b4：V 0.25cfcbh0;當hw/b6： V 0.20cfcbh0。其它情況線性插值。鋼板斜截面加固計算：采用封閉箍和U型箍對鋼筋混凝土梁進行抗剪加固時：spbbVVV,07.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算spspspspvbspbshAfV/,鋼板斜截面加固計算：采用封閉箍和U型箍對鋼筋混凝土梁進行抗剪加固時：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的強度折減系數；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抗剪強度折減系數vb 7.2 加固計算第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.2 加固計算鋼板大偏心受壓構件正截面加固計算：應將加固鋼板粘貼于構件受拉區(qū)的混凝土表面：spspsyspspsycAfAfAfAfbxfN000001)()()2(00000001hhAfhAfahAfxhbxfNespspspspsycaheei2aieee0關于計算公式中鋼板的屈服與否的問題：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變值su=0.

12、01，而加固施工一般在全截面受壓時進行，因此實際不存在鋼板的應變滯后問題。即破壞時，新增鋼板一般均可以達到抗拉強度設計值。7.3構造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構造規(guī)定梁粘貼鋼板端部錨固措施：7.3構造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構造規(guī)定繞過柱位粘貼鋼板：支座處有障礙，但梁上有現澆板時，允許繞過柱位，在梁側4倍板厚hb范圍內，將鋼板粘貼于板面上（梁上部粘貼鋼板的情形）7.3構造規(guī)定第七章 外粘鋼板加固法第七章 外粘鋼板加固法7.3 構造規(guī)定縱向腰間鋼壓條：當梁的截面高度h600mm時，應在梁的腰部增設一道縱向腰間鋼壓條。7.3構造規(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 構造規(guī)定鋼板厚度：手工涂膠時，鋼板宜裁成多條粘貼，且鋼板厚度不應大于5mm。壓力注膠，鋼板厚度不應大于10mm，且應按型鋼加固法中的焊接節(jié)點構造進行設計。受拉區(qū)鋼板長度及錨固：加固鋼板宜延長到支座邊緣，且應在端部及集中荷載處設置U型箍進行錨固。封閉箍及U型箍的間距：不大于混凝土結構設計規(guī)范中關于最大箍筋間距的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)，驗算是否需要加固補強。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