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多层粘钢加固应用探讨结构由于使用年限增长、使用功能的改变,会出现耐久性降低、承载力不足的情况,终产生结构病害。近年来,随着我国建筑的老龄化的加剧,包括房屋、桥梁、隧道等结构在内,病害发生率正呈现上升的趋势。结构加固的兴起,为病害结构带来了解决方案,对资源的可持续发展有着重要意义。
粘钢加固是当前结构加固中常用的方法之一,它利用高强度结构胶粘剂,将钢板粘贴至混凝土表面,与混凝土共同受力达到加固补强的目的。粘钢加固优点多,适用范围广,在各个领域中都有应用。长久以来,由于利用钢板与碳纤维布加固有较高的相似程度,因此二者经常被互相参照、对比。碳纤维布加固中,存在多层运用的情况,粘钢加固是否同样适用呢?
粘钢厚度的确定
在粘钢加固中,加固钢板的厚度与截面承载力提高幅度有直接的关联。钢板厚度的计算过程,类似于钢筋混凝土结构中钢筋的用量计算。当采用钢板对混凝土受弯构件加固例如混凝土梁加固时,首先需要通过加固后构件弯矩值求出混凝土受压区高度,再通过受压区高度计算出加固钢板所需截面面积,后根据梁体宽度确定合理钢板宽度,算出所需钢板厚度。
经过上述计算过程,便可以求证出钢板的厚度,但并不能够代表可以***增加钢板厚度来***制的提高结构承载力。钢板过厚,易导致钢板与混凝土基材间发生粘结的劈裂破坏,使加固失效;另一方面考虑到结构整体的安全性,以及控制加固后构件的裂缝与变形,钢板的厚度不应大于10mm。
多层粘钢加固分析
从钢板厚度的要求我们可以看出,多层钢板要比多层碳布限制更多,而对于钢板来说,无论是单层钢板还是多层钢板,厚度上同样都有10mm的高限制,为何还要采用多层钢板?这是由于根据大量工程经验来看,厚度较高的钢板,不宜采用人工施工的方式,规范也要求,采用人工涂胶粘贴钢板的厚度不应大于5mm,大于5mm的情况下,应采用压力注胶的形式,与外粘型钢加固法较为类似。
也就是说,当我们根据计算,得出5mm厚钢板无法满足加固需求时,若要采用单层钢板的形式,就需要采用注胶机进行注胶施工,相对常规粘钢加固来说要稍显繁琐。多层粘钢,便在一定程度上弥补了这样的问题,在实际操作中,也有较多的使用。
然而,多层粘钢是否能够起到理想效果,还是有待商榷的。类似于多层碳布,多层粘钢从第二层起(包含第二层),钢板提供的强度便会发生折减,造成同样10mm厚,多层粘钢提供强度低于单层粘钢提供强度的现象;受弯构件粘贴钢板时,钢板两端由于边缘效应会产生应力集中,是粘钢中薄弱的部位,尤其对于多层粘钢更是如此,因此在多层粘钢加固中,必须高度重视钢板端部锚固措施,防止发生剥离破坏。
多层粘钢加固,对于所用粘钢胶,也是一种考验。胶体性能直接影响到钢板是否能与基材形成整体,以及钢板与钢板间不发生剥离破坏有直接关系。
影响粘钢加固效果的因素有哪些?对于不同的建筑物根据其需求和要求会使用不同的加固方式,粘钢加固也是众多加固方式中的一种,目前被广泛应用于各种建筑工程中。不过,粘钢加固的效果受到多种因素的影响,下面大家就来跟着小编一起看看影响粘钢加固的因素具体有哪些吧。粘钢加固
:胶层厚度
布胶量的多少直接影响到粘钢加固的终效果,但是布胶量和粘钢加固的效果并不是呈现正相关的关系,在进行粘钢加固处理时,需要严格把控布胶量,根据建筑物的布胶量需求进行处理和施工,才能达到预期的粘钢加固效果。如果布胶量过多,容易产生气泡,会影响加固效果,容易出现建筑物断裂等多种不良影响。
:表面处理
粘钢加固之前需要对钢板和混凝土的表面进行处理,表面处理得当能够显著提高粘钢加固的强度和效果。
:粘接面压力
在粘接面的垂直压力作用下,胶体更容易渗透和深入。在施工时如果粘接面的垂直压力不够,容易产生缺胶的现象,从而影响到粘钢加固的终效果,在进行粘钢加固时需要适当的调整胶的粘度,以求获得更好的粘接效果。
:内应力
钢板的收缩应力和受热膨胀反应均会影响到粘接强度。持续过高的温度也会让结构胶的性质发生质的变化,影响到结构胶的粘接效果。
粘钢加固技术主要的就是结构胶,结构胶是联系钢材质和其他结构的关键性纽带,结构胶是粘钢加固技术的***技术,也是粘钢加固处理能否达标过关的关键性保障。
一、干湿包钢加固的区别无粘接外包型钢加固法又称干式外包钢,即采用外包型钢加固法时,型钢与混凝土间缝隙不采用结构胶,或仅仅使用乳胶水泥、环氧树脂化学灌浆等来填补缝隙时,便是无粘接外包型钢加固法。
无粘接外包钢加固法中,型钢与混凝土之间没有建立有效的连接,因此在承受外力时,会按照原构件与型钢的刚度进行分配。这种加固方式中,原构件与型钢二者构成组合构件,没有形成整体共同受力,加固效果比较局限。
由于原构件与型钢之间无法共同受力,因此原有构件的状态好坏,会对型钢的受力有不同的影响。原有结构承载力不足时,荷载全部靠型钢承受,就会提高钢材的需求,造成钢材浪费。无粘接外包型钢作为传统的工艺,虽说施工简单,但更适用于工程要求不采用结构胶的环境,或者部分新建工程的加固中。
有粘接外包型钢加固法又称湿式外包钢,当加固工程中允许使用结构胶时,且原结构经检测可以进行外包型钢加固时,就可以采用更适宜的有粘接外包型钢加固法,将原构件与型钢形成牢固粘接,达到整体受力、共同工作的目的。
从柱受力的角度看,钢筋混凝土柱的缺陷会导致构件抗压能力的削弱,加固的目的就是要提高缺陷混凝土柱的正截面承载能力。钢筋混凝土柱用粘结外包钢加固法,用结构粘结胶灌缝少量增大柱子截面,并外包角钢套箍,在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时,还因新增钢板箍的横向约束作用,使原混凝土柱产生良好的三向应力状态,外包钢套、灌浆料与原柱之间可靠地联结成整体,因而可以大幅度提高柱子的承载力。
这样不仅能满足柱加固时既要大幅度提供其承载力,又要使柱子的横截面积增大不多、占用有效空间小的要求,而且具有整体性强,可靠性高等优点。
相对于无粘接外包型钢,有粘接的形式无论是在施工,还是在结构受力方面,都要更为的复杂。有粘接外包型钢利用型钢、缀板组成型钢骨架对原结构起到约束作用,并通过结构胶的粘接、剪力传递作用保证后加型钢与原结构的共同受力。由此可见,结构胶在有粘接外包型钢中起到了不可忽视的作用。
有粘接外包型钢中的结构胶使用灌注型粘钢胶,使用***的注胶设备进行施工。灌钢胶的初始粘度应控制在一定范围之内,这是可灌性与灌注安全性直观的标志。同时,灌钢胶的强度、粘结能力、长期使用性能及耐介质侵蚀能力等应当通过安全性鉴定。只有各项性能都有保证,才能保障外包型钢的加固效果。
无论是干式外包钢还是湿式外包钢,都有其适用的环境。选用湿式外包钢,要注意选择粘度适宜,施工效果优良,同时检测报告齐全的材料。
加固技术的应用涉及的问题很多,不仅要遵循现行的规范、标准,还牵涉到过去的设计规范 、施工工艺、工程做法和建筑材料。不断更新的技术和工艺、不断更新的材料、更加深入更加成熟的研究成果,必将伴随着新的建筑加固时代而到来。
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