结构鉴定与加固第七章

1、第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法概述：与外粘型钢加固法类似，它也是使用面较广的传统加固方法之一。7. 1 设计规定7. 1 设计规定加固原理：用特制的建筑结构胶粘贴钢板以提高抗弯抗剪承载力的一种加固方法。优点：施工简便，加固速度快，整体工作性能强，现场工作量较少，受力可靠，不影响结构外形，施工时对外界的影响较小。结构胶的生产历史及现状：80年代初开始结构胶的研究，最早大连化学物理研究所JGN型结构胶；冶金建筑研究总院TJS-1型结构胶等。与外粘型钢中使用的灌注胶不同。第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7. 1 设计规定7. 1 设计规定适用条件：一般只能承受静力荷载的一般

2、受弯和受拉构件的加固，环境温度不超过60及相对湿度较小的地区。结构胶的发展很快。单纯以结构胶与原结构进行连接的做法不适合于抗疲劳的场合。若辅以膨胀螺栓等锚固措施，则适用范围较广。加固使用胶的性能要求：强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性。 一般情况下，胶的粘结强度小于混凝土自身的强度，其弹性模量仅为混凝土的几分之一或几十分之一。加固结构胶的选用：选用弹性模量高，温度变形较小的刚性胶。活荷载：加固时卸除可能的活荷载第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法与结构胶有关的强度：胶粘剂本身强度，胶粘剂粘结强度，钢-混凝土粘结强度。7. 1 设计规定7. 1 设计规定胶粘

3、剂本身强度： 1）抗拉强度和弹性模量 2）抗压强度第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7. 1 设计规定7. 1 设计规定胶粘剂粘结强度： 1）粘结抗剪强度 2）粘结抗拉强度第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7. 1 设计规定7. 1 设计规定胶粘剂粘结强度： 3）剥离强度：为表征胶粘钢板在边缘非均匀载荷情况下 的受力性能，常用剥离强度表示。 4）不均匀扯离强度：为了表征蒙皮结构中蒙皮与骨架间的 粘结性能，或表征一种刚性较强的胶粘剂的韧性，常用 该强度进行表示。第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7. 1 设计规定7. 1 设计规定钢-混凝土粘结强度：胶粘强度是随被粘

4、基层材料种类而异。实际实验应是混凝土首先破坏。 1）粘结抗剪强度：采用强度等级C40及以上的高强混凝土试块与钢块粘结，作双剪实验。 2）粘结抗拉强度：采用强度等级C40及以上的高强混凝土试块与钢块对粘，作轴拉实验。第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法外粘钢板加固法适用范围：适用于钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。7. 1 设计规定7. 1 设计规定对被加固混凝土强度的要求：不应低于C15，且混凝土正拉结强度不应低于1.5MPa。钢板表面的处理：防锈蚀处理，且防锈处理使用材料不应对钢板及胶粘剂有腐蚀。对既有荷载的处理：应采取措施卸除或大部分卸除作用在加固结构上的活荷载。7.1设

5、计规定第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.1 设计规定平截面假定：遵守混凝土结构设计规范，钢板的拉应变符合平截面假定。加固后的相对界限受压区高度b,sp：1)对重要构件： b,sp=0.9b；2)对一般构件： b,sp=b。b：加固前的相对界限受压区高度。对粘结破坏的要求：在达到受弯承载力极限状态前，外粘钢板与混凝土之间不出现粘结剥离破坏。7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算外粘钢板，对钢筋混凝土受弯构件受拉区和受压区进行加固：其正截面承载力：外粘型钢抗弯计算与此类似

6、hAfhhAfahAfxhbxfMspspsysyc00000012spspsysyspspspcAfAfAfAfbxf000001spspspcucuspEfxh/)/8 . 0(0,ax 27.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算M-构件加固后弯矩设计值；fsp、fsp-加固钢板的抗拉、抗压强度设计值；Asp，Asp-加固钢板的抗拉、抗压截面面积；a-纵向受压钢筋的合力点到截面截面近边的距离；sp-考虑二次受力影响时，受拉钢板抗拉强度有可能达不到强度设计值而引入的强度折减系数，当sp 1.0时，取1.0；sp,0-考虑二次受力影响时，受拉钢板的滞后应变，

7、按规范规定计算（下页）： 若不考虑二次受力影响，则sp,0=0。7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算计算系数sp值te0.0070.0100.0200.0300.0400.060单排钢筋0.700.901.151.201.251.30双排钢筋0.751.001.251.301.351.40000 ,hAEMsskspspte-按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，te=As/(0.5bh+(bf-b)hf )7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算计算基本思路：如果受压区没有粘贴钢板（常见的情况），则可根据

8、弯矩公式计算出混凝土受压区高度x，按计算sp的公式计算出强度折减系数，然后代入到轴力平衡方程即可求出Asp。加固后相对界限受压区高度b,sp2：(使用理论公式计算的结果，与前述不一致，非规范推荐) 纵向钢筋品种 加固钢板品种 HPB235210N/mm2HRB335300N/mm2HRB400360N/mm2Q235 fy=215N/mm20.4900.4520.430Q345 fy=345N/mm20.4510.4190.4007.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算钢板截断位置：正截面加固，钢板截断位置距其充分利用截面如下的粘贴延伸长度：spbdspsp

9、sptftfl170/lsp-受拉钢板粘贴延伸长度；tsp-粘贴钢板总厚度；fsp-加固钢板的抗拉强度设计值；fbd-钢板与混凝土之间的粘结强度设计值。混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C60粘结强度设计值0.610.80 0.941.051.141.211.261.311.35钢板与混凝土之间的粘结强度设计值fbd，MPa7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算钢板斜截面加固计算：采用扁钢条带对受弯构件进行斜截面加固：7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算钢板斜截面加固计算：与加大截面加固法

10、有类似的限制条件：类似于混凝土结构设计规范，有适用截面限制条件：当hw/b4：V 0.25cfcbh0;当hw/b6： V 0.20cfcbh0。其它情况线性插值。钢板斜截面加固计算：采用封闭箍和U型箍对钢筋混凝土梁进行抗剪加固时：spbbVVV,07.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算spspspspvbspbshAfV/,钢板斜截面加固计算：采用封闭箍和U型箍对钢筋混凝土梁进行抗剪加固时：Vbs,p-粘贴钢板后提高的抗剪能力；vb-与抗剪粘贴方式和受力条件有关的强度折减系数；Asp-配置在同一截面处箍板的全部截面面积；hsp-梁竖向粘贴钢板的高度；ss

11、p-箍板的间距：箍板构造加锚封闭箍胶锚或钢板锚U型箍一般U型箍受力均布荷载或31.00.920.85条件剪跨比1.50.680.630.58抗剪强度折减系数vb 7.2 加固计算第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.2 加固计算钢板大偏心受压构件正截面加固计算：应将加固钢板粘贴于构件受拉区的混凝土表面：spspsyspspsycAfAfAfAfbxfN000001)()()2(00000001hhAfhAfahAfxhbxfNespspspspsycaheei2aieee0关于计算公式中钢板的屈服与否的问题：大偏心受压与受弯情况一样（都是受拉破坏），由于原受拉钢筋极限应变值su=0.

12、01，而加固施工一般在全截面受压时进行，因此实际不存在钢板的应变滞后问题。即破坏时，新增钢板一般均可以达到抗拉强度设计值。7.3构造规定第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.3 构造规定梁粘贴钢板端部锚固措施：7.3构造规定第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.3 构造规定绕过柱位粘贴钢板：支座处有障碍，但梁上有现浇板时，允许绕过柱位，在梁侧4倍板厚hb范围内，将钢板粘贴于板面上（梁上部粘贴钢板的情形）7.3构造规定第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.3 构造规定纵向腰间钢压条：当梁的截面高度h600mm时，应在梁的腰部增设一道纵向腰间钢压条。7.3构造规定第七

13、章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.3 构造规定钢板厚度：手工涂胶时，钢板宜裁成多条粘贴，且钢板厚度不应大于5mm。压力注胶，钢板厚度不应大于10mm，且应按型钢加固法中的焊接节点构造进行设计。受拉区钢板长度及锚固：加固钢板宜延长到支座边缘，且应在端部及集中荷载处设置U型箍进行锚固。封闭箍及U型箍的间距：不大于混凝土结构设计规范中关于最大箍筋间距的0.7倍，且不大于梁高的0.25倍。7.4例题讲解第七章 外粘钢板加固法第七章 外粘钢板加固法7.4 例题讲解例题1：梁加固。某大梁截面尺寸250mm500mm，C25级混凝土，钢筋HRB335，受拉区配置325，受压区配置316，跨中最大弯矩M=230kNm(其中初始弯矩Mi=135kNm)，验算是否需要加固补强。例题2：梁加固。若上例中初始弯矩Mi=35kNm，其他条件不变，求粘钢面积Asp。7.4例题讲