混凝土梁粘钢加固的钢板厚度是多少

德国开发出一种采用粘贴钢板加固钢筋混凝土构件的方法，即采用双组分环氧 树脂粘接剂将钢板或其它钢质件粘贴在混凝土构件表面， 构成一个混凝土—粘接剂—钢三相复合物系统 * 经 粘贴钢板后的钢筋混凝土构件，可由钢板部分替代钢筋的作用 * 因此，当钢筋混凝土构件的承载力不足或因 变形、裂缝影响结构正常使用时，可采用粘接剂将钢板粘贴到钢筋混凝土构件外部适当的位置，来满足其承 〔#〕 〔! 载力或正常使用的要求 * 我国自 ! 世纪 S 年代，已开始研究和开发该项技术，并在工程中加以应用 ) 1〕* 为探讨荷载作用下粘贴钢板钢筋混凝土梁的受力特性、承载能力、破坏形式及有关影响因素，进行了结 构胶种类、锚固措施和钢板厚度对加固后的钢筋混凝土梁影响的试验 * 收稿日期：!#$%$& 方数据 （ ， 浙江台州人， 作者简介：柯敏勇 #’( ) ）男， 万 工程师，硕士，主要从事水工结构的应力分析、安全监测与评估 * $% 水 利 水 运 工 程 学 报 $&&! 年 !$ 月 ! 试验用材料及试件 !! 试验用材料 〔〕 〔#〕 （!）钢筋混凝土梁 按照《水工混凝土结构设计规范》 和 《混凝土结构试验方法标准》 ， 共制作了 $% 根钢筋混凝土梁， 梁长! %& ’’，截面尺寸为 !$& ’’ ( $&& ’’，混凝土标号为 )*&，其每方用料量及有关指标 见表 ! + 梁的配筋见图 ! + 成型养护到 $% , 后，达到设计强度要求 + 表! 混凝土每方用料及有关指标 -./+ ! 0123456 718 9:/29 ’1518 9;6 . 7>.516 !# 试件的制作 将钢筋混凝土梁和标准抗压试件在同等条件下养护至试验所需的龄期 + 粘贴加固钢板前，先对混凝土梁 的基层及钢板表面进行打磨和干燥处理，并清洗钢板和混凝土的表面 + 在粘贴处涂抹结构胶 ! J * ’’ 厚，需 保证粘贴密实，均匀加压至结构胶完全固化后 * J ,，方可进行结构静载试验 + 万 方数据 第>期 柯敏勇，等：粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的试验研究 =K ! 试验装置及试验方案 !# 试验装置及测点布置 简支钢筋混凝土梁净跨为! #$ %%， （对未经加固的钢 其静载试验装置和变形测点布置见图 & ’ 由 ($ )* 和 （对加固后的钢筋混凝土梁） 筋混凝土梁） =$$ )* 的油压千 斤顶通过分配梁实现两点对称同步加载 ’ 由百分表测读构件 由 变形； @A&(#=B 数据采集系统采集处理钢板和钢筋混凝土 梁的应变；采用 =$ 倍读数显微镜测读梁的裂缝宽度；用钢卷 尺测量裂缝长度及其间距 ’ !! 试验方案 每组次试验 = 根梁，先测定 ? 根未粘贴钢板的钢筋混凝 土梁的承载力，然后分别进行 > 组对比试验： （!）结构胶的种类对加固效果影响， （ 即分别进行 CD* ! ） 型、 F ） E（ （ 型和 E F #）型结构胶粘贴性能的比较 ’ 钢板尺寸 （长 G 宽 G 厚） ! ?$$ %% G !=$ %% G & %%， 为 且两端无锚固； （=）钢板厚度对加固效果影响， 分别采用 =、 和 ? %% & 种 & 钢板厚度进行比较 ’ 用 E F ） （ 型结构胶粘贴，钢板尺寸（长 G 图 & 梁的静载试验装置 宽） ! ?$$ %% G !=$ %%； 为 +,-’ & .)/012 34 5060,1 0/50 7/8,1/5 439 6 13:19/0/ ;/6% ! ） 破坏后的梁粘贴钢板补强加固效果，钢板尺寸 为 （长 G 宽） ! ?$$ %% G !=$ %%，厚度分别为 =、 和 ? & （ %%’ 均采用 E F ）型结构胶 ’ $ 试验结果与分析 静载试验结果（见表 =）表明，粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的极限承载力增加幅度为 #$I J !!$I ’ 但由 于结构胶种类、锚固措施和钢板厚度的不同， 钢筋混凝土梁承载力提高的幅度和破坏形式也不尽相同 ’ $# 影响梁承载力的因素 （!）结构胶种类 采用 & 种结构胶粘贴钢板后，梁的承载力均有较大幅度的提高，表明 & 种结构胶均能 采 （ 型 满足构件加 固 的 要 求 ’ 其 中， 用 CD* ! ） 结 构 胶 加 固 梁 的 承 载 力 增 加 幅 度 最 大 ， （达 !(I ） 其 次 为 （ 型 E F !） ’ 锚 （=） 固 措 施 由表 = 可见，钢板厚度相同时无锚固和螺栓锚固均能提高梁的承载能力， 但它们之间 提高幅度的差别不大，这是因为没有采用高强砂浆将螺栓锚固在梁中 ’ 随着荷载增加，粘贴钢板的端部与梁 底面混凝土分离，导致锚固系统失效 ’ H 型锚固www.jzjiagugs.com则提高梁的承载力幅度较大 ’ 因此，在加固中，应高度重视加 固梁端部钢板的锚固，以提高加固效果 ’ 钢 （&） 板 厚 度 由表 = 可见，粘贴钢板的厚度对加固钢筋混凝土梁承载力的提高影响较大 ’ 尽管 & 种 锚固措施对梁的承载力提高幅度的影响程度有所不同，但在一般情况下，钢板越厚，承载力提高效果越好 ’ 试 用 验发现， ? %% 钢板加固梁的混凝土受压区发生脆性破坏，延性较差 ’ 因此，加固钢板的厚度应与混凝土的 强度、梁的配筋率相匹配 ’ 万 方数据 ?9 水 利 水 运 工 程 学 报 %996 年 6% 月 表! 梁静载试验结果 !#$ % &’()*+( ,- +.’ (++/0 +’(+ -,1 #’2( 钢板厚度 梁的承载力 3 45 承载力增长率 锚固形式 梁破坏形式 3 22 组次 6 组次 % 平 均 （7） 3 89 $ 9 8: $ 9 未进行加固 ; $ ; 89 $ 9 89 $ 9 % 69: $ > 669 $ 9 698 $ 8 （ （;） % 66% $ 9 （ $ 9 669 $ （%） ? @ 型锚固 6:9 $ 9 6?> $ ? 6?> $ 8 %96 （?） ; 688 $ 9 6;8 $ 9 68% $ 9 %:8 （:） 注： 因梁侧面未进行抗剪加固， ! 发生斜截面剪切破坏 $ #! 梁的破坏形式 试验中粘贴钢板加固梁的破坏形式有 ; 种，其破坏形式示意图见图 : $ （6）钢板粘结牢固，通过结构胶已与梁共同受力 $ 随着荷载的增大，钢筋混凝土梁本身抗剪强度不足，沿 支撑点一侧呈 :