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    粘钢加固72粘钢加固71

    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。

      08年的汶川地震和10年的玉树地震更是敲响了建筑结构界的警钟,旧建筑中的各种结构问题凸显而出,如何合理的加固结构提高建筑结构在地震中的延性成为工程师要考虑的重要问题。

      1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》(GB50367-2006)(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》GB50010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。

      结构加固方法如图1~2

    粘钢加固68粘钢加固67h

      2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》(GB50367-2006),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指导。

      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。例如山西省人大常委办公大楼、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。

    粘钢加固96粘钢加固102

      3粘钢加固法的发展前景

      根据现在的文献资料,很多科研学者已经对粘钢加固法进行了许多定性分析及实验,对粘钢加固的承载力和抗震能力都有了一定的成果,这些在建筑结构设计中主要仍为混凝土柱及混凝土梁,对节点的实验和分析较之相晚,也较少,但在现代建筑规范“强节点弱构件”的要求下,却显得尤为重要,亟待发展。

      当下的建筑结构设计往往偏向于安全,但在加固设计中,若在构件承载力不足的条件下过度的加固构件而忽略了节点相对于构件的强弱,同样也会违反“强节点若构件”的要求,非但不能提高结构的整体抗震承载力,还有可能使塑性铰的位置在不正当加固的情况下发生偏移,使破坏形式转化为更为严重的节点破坏,因此,粘钢加固后的节点抗震性能也显得极为重要。

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