粘钢加固法的理论发展及工程应用
在理论上,20世纪80年代末国内学者开始对粘钢加固分析和研究:1989年,成立粘钢加固技术课题研究协作组,对其进行全面研究,一次编写了相关规定;1990年,罗竞宁、顾慧娟等也进行了少筋梁、适筋梁和超筋梁粘钢加固的试验研究;1990年,四川省建筑科学研究院组织编写了《混凝土结构加固技术规范》;1995年,万墨林、韩继云等对混凝土加固结构受力特征及破坏机理进行了分析,提出了加固结构与原普通结构在设计概念上的本质差异;1996年,同济大学颜德恒教授及其研究生通过理论计算和试验结果进行对比,探讨了粘钢加固的受力机理;1998年吴耀辉通过粘钢加固的试验进行了粘钢加固梁的粘贴滑移、早起破坏、锚固长度等方面的研究;2000年,梁丛中通过两榀框架构件的低周反复荷载试验,对用粘钢方法加固框架梁在地震作用下的抗震性能进行了分析;2003年,刘敏对静力条件下的粘钢加固混凝土梁进行了数值仿真分析;2006年我国新颁布了《混凝土结构加固设计规范》(G367-2006),为混凝土结构的加固设计、施工提供了新的技术性标准和理论性。
粘钢加固法原理
粘钢加固法是在混凝土构件表面的承载力不足位置采用特制结构胶,一般为树脂类胶粘贴钢板,使二者能够牢固的形成一体,连接为一整体受力体系,共同受力和变形,增强原结构构件的抗弯或抗剪能力,满足正常使用的一种方法。
《混凝土结构加固设计规范》(G367-2006)(以下简称规范)指出,粘钢加固方法主要适用于钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固,简单来说,就是配筋不足、梁端箍筋未加密等的情况,通过钢板的承载力来补充原结构的不足。
规范同时指出,当采用此种方法对梁板等受弯构件进行加固时,除《混凝土结构设计规范》G010中的正截面承载力计算的基本假定需要遵守外,尚应遵守规范的一些假定,简单的说便是以下几条:①平截面假定;②忽略混凝土抗拉强度;③对于钢板,σ=Eε;④对于混凝土,σ=f2ε/ε-ε/ε,其中混凝土极限应变ε=0.002;⑤考虑二次受力时,要按照构件的初始受力确定粘贴钢版的滞后应变;⑥达到承载能力极限状态前,混凝土与钢板不出现剥离破坏。
钢筋混凝土结构的应用至今已有一百多年的历史,建筑工程技术领域的进步也不断推动着建筑规范的不断完善和提高。在社会经济不断发展的今天,很多已建建筑的老化已导致其承载力和安全性不断下降,远远低于当前规范的要求,钢筋混凝土的加固技术便在这种大背景下应势而出并不断发展。
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。