钢筋混凝土梁粘钢抗弯加固,就是采用结构胶将钢板粘贴于梁的受拉一侧表面,通过结构胶的粘结力,使外贴钢板变形与梁受拉一侧的混凝土同步,从而使外贴钢板与梁内原有受拉钢筋协同工作,相当于增加了梁的配筋,提高梁的抗弯能力。外粘钢板加固混凝土梁能显著提高梁的抗弯刚度,减少裂缝的扩展和结构变形,并能适度提高构件的极限抗弯能力。在加固设计中,一个值得注意问题是:粘钢板的数量必须控制在大配筋率的范围之内,不能出现超筋破坏。在承载力极限状态下,粘钢梁呈现出两种破坏形态,即弯曲型破坏和剪切剥离型破坏。弯曲型破坏是加固梁的理想破坏形态,表现为钢筋、钢板屈服,混凝土压碎,钢板、胶层和混凝土之间无剥离现象,属延性破坏。剪切剥离型破坏表现为在混凝土和钢板之间发生剪切破坏,引起混凝土保护层撕开。胶与混凝土或钢板之间的剥离在破坏前无任何迹象,胶层也没有开裂现象,钢筋和钢板未屈服,呈现为突发性的脆性破坏。影响粘钢梁破坏形态的主要因素有:一是钢板的宽厚比。大量的试验表明,宽厚比大于50 时,粘钢梁的破坏是弯曲型的延性破坏。对于一般尺寸的梁,钢板厚度在6mm 时,破坏常常是剪切剥离型的。二是胶层的厚度。在适当范围内,胶层厚度薄,加固效果好。在加固施工时,115mm 是一个较可行的胶层厚度。三是锚固长度。在加固点以外,须有一定的锚固长度来满足钢板的锚固要求,避免钢板剥离。四是锚固方式。纯粹的胶粘锚固有时不能满足锚固要求,常常铺以植筋锚固或胶粘U 型板锚固,具体锚固措施对极限承载力和破坏方式有很大影响。使用植筋并不能阻胶,但可以避免板完全剥离发生。另外,与等厚度钢板梁相比,粘变厚度钢板和几层钢板复粘承载力几乎没有增长。
粘钢加固当前在工程中的应用主要为混凝土柱和梁,主要应用范围涵盖以下几类:①上世纪早期、中期设计的建筑,一方面当时的设计要求较低,另一方面至今也已经达到或者接近使用年限,在各种使用条件自然条件下已经遭到严重破坏,随时有可能发生倒塌。例如山西纺织印染厂、山西省图书馆旧藏书楼。②设计阶段假设错误或者配筋不足引起的局部破坏结构。例如山西省人大办公大楼、国内一个工程辽阳化纤总厂变电所大楼承载梁裂缝处理。③施工阶段的不当操作引起混凝土强度不足、保护层偏大等问题也越来越多的采用了粘钢加固法。如山阴县七里沟新村小学教学楼。④结构改造也是一个非常重要的方面,结构加层、功能改变,粘钢加固法能够有效的解决这类问题,并且已经越来越多的应用到其中。
随着工业的发展以及工艺的不断改革,往往需要对原有的建筑体进行改造加固,或者由于钢筋混凝土构件遭到严重腐蚀,需要对结构构件本身进行加固,以直接提高它的抗力和刚度。一些新建和在建的工程,由于设计或施工不当等因素,有些工程面临功能改变,荷载增加,提高建筑物的抗震设防等级,减小构件过大的变形等等,这些都需要对结构进行加固。通过这些加固措施,可以使企业降低成本,提高经济效益。目前,使用建筑结构胶在混凝土表面粘结钢板来加固混凝土结构,可以改善结构在使用荷载下的运行状况和提高承载力,是目前较为普遍的一种简便而行之有效的加固方法
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。