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中建昌龙:粘钢加固梁、型钢混凝土梁的区别

信息来源:http://www.zjcljt.com/ 作者:中建昌龙 发布时间:2019-06-11 15:49

钢筋混凝土结构的加固方法很多,各种方法均有一定的适用条件。对框架梁加固,目前讨论较多的有型钢-混凝土组合梁加固粘钢加固等方法。


实际应用中,有些设计人员已形成习惯思维,对加固设计缺少分析比较,以致最终方案并非最优设计,或承载力不足而存在受力隐患,或过于保守而造成浪费,因此有必要对上述两种加固方法进行详细比较。




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受力特点的比较


为简化计算,加固计算一般假定加固后梁截面应变仍满足平截面假定,受拉区混凝土不参与受拉工作;忽略钢与混凝土梁之间的相对滑移,钢筋采用理想弹塑性应力应变关系;不考虑混凝土梁和胶粘剂的收缩、徐变及温度应力的影响。


(1)粘钢加固梁的受力特点


实际工程中粘钢加固法分为两种情况。


一是完全卸荷后粘钢加固,属于一次受力加固结构,钢板粘结后可和原框架梁形成整体,共同承担其各种荷载作用,其受力机理与钢筋混凝土梁相同,其承载力可按钢筋混凝土梁的计算理论进行计算。


二是部分卸荷粘钢加固,属于二次受力加固结构,现实中这种情况是普遍存在的。对于这种受力构件,新加钢板只有在框架梁有新的变形才能发挥作用,这样原梁内配筋和新加钢板共同工作能力差,存在应力滞后的现象。


采用粘钢进行梁的受弯及受剪加固,并不能无限制地提高梁的承载力,当加固钢板数量过多时,可能发生钢板屈服前梁混凝土先被压碎的脆性破坏。



(2)型钢-混凝土组合梁的受力机理


这里型钢加固梁是指采用一根型钢置于原有钢筋混凝土梁下,有两种方案:


①为充分利用原有混凝土的承载力,可将型钢与混凝土用抗剪连接件或结构胶将两者结合,使之协同工作;


将原有混凝土梁及所有荷载全部作为外加荷载传递给型钢梁。这样不必设置抗剪连接件,但同时梁高度将加大,影响使用功能。


第二种方案的设计方法与普通钢梁无异,因此本文只讨论第一种方案。


根据传统经验所做的实验研究,在加载至破坏荷载的近50%前,型钢组合梁位移和应变均保持弹性, 随着荷载增加,混凝土梁与型钢梁结合面处水泥砂浆层开始有水平裂缝出现,且钢板与混凝土采用结构胶粘结处,沿梁长方向出现滑移现象,并不断增大。当受力较小的时候,型钢组合梁的中和轴在混凝土中通过,型钢为全截面受拉,一般均能满足承载力要求。从理论上说,只要混凝土没有达到极限压应变,型钢组合梁加固的极限承载力决定因素是型钢尺寸和强度。



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比较结论


(1)从提高承载力角度看型钢组合梁加固提高承载力显著,而粘钢加固提高承载力有一定局限。型钢组合梁加固利用了其型钢腹板强度,可显著提高构件抗剪能力,适合要求大幅度提高加固后承载力的梁加固;而粘钢加固须在梁侧粘贴钢板,且抗剪承载能力提高有限,适合受力较小的构件采用。

   (2)从施工角度看,采用型钢组合梁加固需要注意抗剪键设置,使原有混凝土与钢梁能共同工作,这样才能符合组合梁的计算假定,造成节点复杂,增加了施工难度;而采用粘钢加固与混凝土接触面全部为粘结,施工迅速,适合工期要求紧张的场合。

   (3)从使用功能上看,粘钢加固较少影响净高和原外观,防火处理相对也简便,是型钢组合梁加固无法比拟的。实用中可将型钢组合梁加固和粘钢加固结合使用。


结束语:在工作中做好型钢-混凝土组合梁加固和粘钢加固的对比分析对于做到因地制宜的施工十分关键。