粘鋼加固鋼筋混凝土梁探析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714102

摘要：粘鋼加固鋼筋混凝土梁是采用建筑結(jié)構(gòu)膠涂刷在混凝土構(gòu)件的表面上的工藝，從而使混凝土與鋼板粘合在一起，達(dá)到提高鋼筋混凝土梁承載力、強(qiáng)度等力學(xué)性能的目的。本文著重對(duì)鋼筋混凝土梁的粘鋼加固問(wèn)題進(jìn)行理論探析，為鋼筋混凝土梁的粘鋼加固提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：粘鋼加固；鋼筋混凝土梁；承載力

由于設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)缺陷，施工人員在施工過(guò)程中的施工不當(dāng)、以及使用過(guò)程中鋼筋生銹等原因，鋼筋混凝土梁的的力學(xué)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)和使用要求時(shí)，此時(shí)就有必要對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固。目前國(guó)內(nèi)外有多種多樣的加固方法，而粘鋼法加固混凝土梁是應(yīng)用最廣泛的一種。

粘鋼加固鋼筋混凝土梁是采用建筑結(jié)構(gòu)膠涂刷在混凝土構(gòu)件的表面上的工藝，從而使混凝土與鋼板粘合在一起，達(dá)到提高鋼筋混凝土梁承載力、強(qiáng)度等力學(xué)性能的目的。

1 工作機(jī)理與分析

1.1 不同卸載鋼筋混凝土梁的工作機(jī)理

當(dāng)鋼筋混凝土梁未受荷載作用或完全卸載后，采用在受拉區(qū)域的外表面上粘貼鋼板的辦法，此時(shí)粘貼的鋼板和混凝土內(nèi)部的鋼筋同時(shí)受力、發(fā)生形變。部分卸載或不卸載粘鋼加固，粘貼鋼板前混凝土梁已經(jīng)受力，截面應(yīng)力的大小由卸載多少?zèng)Q定。然而，新粘貼的鋼板只在新增荷載的情況下才開(kāi)始受力。我們稱之為鋼筋的應(yīng)力超前。同時(shí)，由于卸載的不完全性，原梁存在初始應(yīng)變，外粘鋼板和原來(lái)的鋼筋混凝土梁同時(shí)受力，外粘鋼板應(yīng)變從零開(kāi)始滯后于原來(lái)的混凝梁內(nèi)的鋼筋。我們稱之為鋼板的應(yīng)變遲滯。

1.2 不同卸載鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力極限值

當(dāng)使用在鋼筋混凝土梁的表面粘貼鋼板的辦法增強(qiáng)梁截面的抗彎承載力時(shí)，應(yīng)該分別計(jì)算鋼筋混凝土梁在不同情況下，混凝土梁的撓度和裂紋寬度能否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于梁的撓度計(jì)算，最主要的是計(jì)算出梁的截面抗彎剛度，未受荷載作用或完全卸載以后的混凝土梁，可以按照一般混凝土梁的撓度計(jì)算的方法。

不卸載或部分卸載混凝土梁的截面抗彎剛度應(yīng)該分為粘貼鋼板前和粘貼鋼板后二部分，撓度計(jì)算時(shí)應(yīng)該為粘貼鋼板前后二部分之和，粘貼鋼板前梁的截面抗彎剛度可以依照一般梁的截面抗彎剛度計(jì)算，粘貼鋼板后梁的截面抗彎剛度的計(jì)算應(yīng)該注意粘貼鋼板前后梁剛度的變化。鋼筋混凝土梁使用粘鋼加固后，受拉混凝土被鋼板外包，可以顯著減小裂紋的寬度，裂紋寬度大部分都能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 施工要求及工藝流程

2.1 施工要求

1）鋼板在粘貼前，粘接面要進(jìn)行除銹和粗糙處理。

2）當(dāng)鋼筋混凝土梁表面十分臟舊時(shí)，首先可以用硬毛刷刷除表面油污垢后再用冷水沖洗，并用手風(fēng)器吹除松散浮渣，最后用工業(yè)丙酮擦拭表面。

3）對(duì)鋼筋混凝土梁的加固部位必須進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)實(shí)際測(cè)量的尺寸對(duì)鋼板進(jìn)行剪裁和加工。

2.2 施工工藝流程

粘鋼加固方法施工工藝流程如圖 1所示。

3 結(jié)論

（1）用粘鋼法加固鋼筋混凝土梁能提高混凝土梁的的力學(xué)性能，減少混凝土梁裂紋的擴(kuò)散和發(fā)展，起到對(duì)筋混凝土梁加固的要求。

（2）由于在鋼筋混凝土梁的表面粘貼了鋼板，原來(lái)的混凝土層對(duì)裂紋的影響程度減小，縮短了裂紋間隔，裂紋密而細(xì)，對(duì)限制混凝土的裂紋十分有效。

（3）在實(shí)際工程中對(duì)加固后的鋼筋混凝土梁的力學(xué)性能的效驗(yàn)中應(yīng)充分考慮到鋼板的應(yīng)力滯后和裂紋的存在而引起的折減。

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基金項(xiàng)目：湖南城市學(xué)院科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013xj007）

作者簡(jiǎn)介：范吉文（1983），男，漢族，湖南益陽(yáng)人，講師，研究方向：土木工程。