铆粘钢加固钢筋混凝土梁应用探究.doc

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1、钾粘钢加固钢筋混凝土梁应用探究引言粘钢加固混凝土构件是用钢板加固结构的常用方法之一，但粘钢加固对混凝土表面和钢板表面的清理要求严格，且粘贴效果在动荷载作用下难以保证。钾粘钢加固在粘钢的基础上加以特制异形钾钉锚固的一项新技术，尤其适用于混凝土表面难清理、构件表面弯曲及经常承受动荷载的构件，应用前景十分广泛。本文在各文献研究的基础上，进一步讨论了适合工程应用的特制异性钾钉、设计计算公式、施工方法以及加固效果,表明了钾粘钢加固的优越性和可行性。1特制异形锣卩钉锣卩粘钢板加固法是将传统的粘钢加固法和钾钢加固法相结合，通过在论构件表面用专用异形钾钉将粘贴于论

2、构件表面的钢板再钾接于轻构件表面，从而将钢板与论构件结合成一个牢固的整体，使其协同作用共同承载以达到加固原构件的目的。钾钉的性能对于钏粘钢加固的效果起着重要作用，需要专用特制，本文所讨论的专用异形钾钉的型号见表lo表1专用异形钾钉属性型号材质锚固抗拔力/kN锚固抗剪力/kN钉体对角线/mm钾钉长度/mm钢板钻孔直径/mm從孔直径/mm适应钢板厚/mmD-1245#钢218218115512103-4D-1445#钢235235137514124-62计算方法2.1受弯计算钾粘钢板加固钢筋混凝土梁的受弯承载力计算类似钢筋混凝土适筋梁的计算,当保证异形

3、钾钉的数量相对于钢板横截面积足够且混凝土相对受压区高度不超过界限受压区高度时，钾粘钢板加固梁的受弯承载力可以按以下计算公式计算:⑴⑵⑶⑷⑸-一钾粘钢板上锚固区段钾钉的数量;-一钾粘钢板的抗拉强度设计值；-一钾粘钢板净横截面面积；-一单个异形钾钉的抗剪强度设计值;单个钾钉的横截面面积;、一一被加固梁混凝土的轴心抗压强度设计值和弹性模量；被加固梁的混凝土强度等级要求不低于C20,否则应对钢板的承载力进行折减，必要时应通过试验确定；——钾粘钢板的厚度；〔1）、〔2〕式保证了钾钉数量的足够；〔4）式使得混凝土区受压高度不超限；（3〕、（5〕可得出钾粘钢板梁

4、的受弯承载力，考虑到实际工程中被加固的梁已承受一定荷载，存在钾粘钢板应力相比梁内钢筋应力滞后的状况，对钾粘钢板拉力乘以0.9的折减系数；2.2受剪计算钾粘钢板箍加固钢筋混凝土梁的受剪承载力可按下列公式计算：(6)按现行混凝土结构设计规范计算的被加固钢筋混凝土梁的原受剪承载力;配置在同一截面面处U形钢箍板的全部截面面积;U形钢箍板的抗拉强度设计值；考虑到临近破坏时U形钢箍板可能未达到屈服强度，对其乘以0.8的折减系数;u形钢箍板的间距;3施工工艺钾粘钢板施工简单快捷，工艺流程有以下六步：钢板条的制作f钢板条表面处理和钻孔f混凝土表面处理和划线f配胶涂

5、于处理好的混凝土表面并粘贴钢板f对钢板打孔入混凝土内并注胶上钉f加固面的防护处理。4加固效果验证试验4.1试验方法为了验证上述钾粘钢设计公式与施工方法的可行性，现设计如下对比试验：三根试验梁均为强剪弱弯适筋型、三分点加载的简支梁，梁长l=3200mm,宽b=160mm,高h二300mm,计算跨度=3000mm,=33.2MPa,梁底受力纵筋为2根直径14mm的HRB235钢筋，架立筋为2根直径8mm的HPB235mm钢筋，弯剪段配直径Sunn间距120mm的双肢箍筋，纯弯段不配箍筋，如图2所示。按照本文提供的计算方法进行加固设计计算，三根梁的加固方

6、式如表2所示。加固施工操作按照本文提供的施工流程及注意事项进行，加固后的构件制作完成后，放置于试验机上进行加载试验。图2试验梁布置图Fig.2Structuraldrawingofexperimentalbeam表2试验梁的加固方式及参数Tab・2strengtheningtypeandparametersofexperimeritalbeam4.2试验结果通过同步千斤顶及反力梁施加荷载，利用压力传感器配合YD-88应变仪控制加载，试验数据为自动采集，试验结果如表3。梁1在荷载作用下发生典型的适筋破坏，当受拉边缘出现裂缝，挠度发生突变，钢筋发生屈服

7、后挠度增加很快,最后受压区混凝土被压碎而破坏；梁2在受拉区边缘开裂后,由于梁底钢板的约束作用挠度改变不明显，钢筋和钢板都屈服，最后粘贴钢板从粱端剥离，受压区混凝土被压碎，破坏时梁的变形较小，预兆不明显；梁3前期受力状况与梁2基本相同，后期破坏时，钢板并未从梁上剥离，异形钾钉的嵌固作用使得钢板能与梁一起承受较大的变形，破坏时的变形较梁2大，有明显的预兆，延性较好。通过效果对比试验易发现，钾粘钢加固混凝土梁的破坏荷载相比未加固的梁大幅提高，相比粘钢加固的梁，破坏荷载提高16%,钢板在破坏时不剥离，延性调高，按文中公式计算得的破坏弯矩为实际破坏弯矩的81

8、%,具有较大的安全储备。表3试验结果Tab.3Theresultsofexperiment5结论应用钾粘钢加固混凝土梁时采