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。
粘钢加固技术的优点
在我国,粘钢加固技术自20世纪70年始研究并应用,通过大量试验与工程实践,已被广泛地运用于工程实际中,粘钢加固比较其它加固方法具有下述优点:
(1) 不增加荷载,不改变原设计的结构受力体系。
(2) 具有硬化效率高、施工周期短的特点,不影响正常使用。
(3) 胶粘剂的强度不**混凝土本体强度,能够使加固体和原构件同时工作,均匀受力。
(4) 粘钢加固不仅补充原构件钢筋性能上的不足,成功提升原构件的承载力,而且经过大面积粘贴,有效保护了原构件,限制混凝土裂缝的出现与发展,提升原构件的刚度与抗裂性能。
(5) 节省成本。粘钢加固技术较其他传统加固方法比降低造价在10%以上。
3 粘钢加固技术的施工工艺及质量标准
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。
梁粘钢加固设计
钢筋混凝土梁结构加固方法主要有:预应力加固法、改变受力体系法、截面法、增补受拉钢筋(型钢) 加固法、粘钢加固法。在此就不一一阐述,下文就粘钢加固法进行简单的讲述。粘钢加固法有粘钢板加固和粘型钢加固两种形式。
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