钢筋混凝土梁两种常用加固方法的比较
钢筋混凝土梁加固及处理的技术方法

钢筋混凝土梁加固及处理的技术方法随着时间的推移,钢筋混凝土结构中的梁在重载下或由于材料老化等原因而出现裂缝,导致其承载能力下降,进而威胁到人们的生命和财产安全。
因此,加固处理钢筋混凝土梁的技术方法成为了当今建筑结构领域中的热点话题。
本文将对钢筋混凝土梁加固及处理的技术方法进行论述,以期为相应领域的工程师提供一定的参考和借鉴。
1.基本加固措施梁的基本加固措施包括增加受力截面积、提高钢筋含量、加固后进行预应力,以及增加加固板等。
其中,增加受力截面积和提高钢筋含量是最常见的梁加固方法,同时也较为有效。
在增加受力截面积方面,可采用加厚梁端板、加装加强筋、加粗梁底板等方法,以增加梁的抵抗作用。
在提高钢筋含量方面,可通过加装双层钢筋网、加大钢筋直径、穿插钢筋等方法,以增加梁的承载能力。
此外,在进行梁加固时,还需要根据梁的受力特点和建筑物的实际情况进行相应的预应力处理,以提高梁的受力性能,并且还应加装加固板等设施,以保证整个加固方案的可行性和安全性。
2.材料选择针对不同情况和加固措施,需要选用不同的材料来完成加固处理。
一般情况下,梁的加固材料可采用聚合物防水涂料、灰色胶、碳纤维片、加固板等材料。
其中聚合物防水涂料可用于梁的表面防护,以及防止其进一步老化;灰色胶可用于梁的裂缝处修复;碳纤维片可用于梁的表面缠绕,提高梁的承载能力;加固板可用于梁的加固和维护,可选择钢板、玻璃钢板等材料。
3.加固方案设计在进行梁加固处理时,需要根据现场实际情况和钢筋混凝土梁的受力情况,综合考虑各种加固方案的优缺点,结合技术和经济等因素来设计最优加固方案。
在设计加固方案时,需要进行较为详细的加固设计以及可行性分析,以便确定加固措施、所选材料和加固方法是否能够满足梁的相关受力性质和加固的要求,以及能否达到预期的加固效果。
4.工程施工在施工中,需要严格按照加固方案要求进行实施,采用专业的施工设备和施工队伍,确保施工质量和工期的控制。
在施工过程中,需严格遵守各项安全规定,以保证工作的安全、可靠和高效。
钢筋混凝土梁加固方法

钢筋混凝土梁加固方法一、引言钢筋混凝土梁是建筑中常见的结构元素,而随着时间的推移和使用条件的变化,钢筋混凝土梁可能会出现裂缝、变形、强度降低等问题,需要进行加固处理。
本文将介绍钢筋混凝土梁加固的方法及其实施步骤。
二、加固前的检查在进行加固处理之前,需要对原始梁进行检查,了解其受力情况、裂缝情况等,为后续的加固设计提供依据。
具体步骤如下:1.检查梁的弯矩、剪力、轴力等状态,确定其强度等级、截面大小、钢筋布置等参数;2.检查梁的裂缝情况,包括裂缝的类型、位置、宽度、深度等,评估其对梁的承载能力的影响;3.检查梁的结构连接部位,包括梁与柱子的连接处、梁与墙体的连接处等,评估其是否存在松动、裂缝等问题;4.检查梁的使用条件,包括荷载大小、荷载类型、使用年限等,评估梁的疲劳状况。
三、加固方法针对不同的加固情况,可以采用不同的加固方法。
下面将介绍常见的钢筋混凝土梁加固方法及其特点。
1.钢板加固法钢板加固法是一种常见的梁加固方法,一般适用于梁的弯矩、剪力较大的情况。
其具体步骤如下:(1)清理梁表面,将其清洁干净;(2)在梁的两侧焊接上承载钢板,钢板的厚度一般为10mm-20mm,宽度根据梁的长度进行设计;(3)在钢板上进行布置钢筋,钢筋的直径和布置方式应根据梁的受力状态进行设计;(4)将钢板和钢筋一起与梁进行焊接或锚固。
2.碳纤维布加固法碳纤维布加固法是一种新兴的加固方法,其主要优点是施工简便、操作方便、对原有结构的影响小。
其具体步骤如下:(1)清理梁表面,将其清洁干净;(2)根据梁的受力状态和裂缝情况,进行碳纤维布的布置,一般采用多层交错的方式,每层之间应当有一定的重叠;(3)将碳纤维布与梁表面进行粘结,一般采用环氧树脂粘结剂,在其表面涂抹一层,再将碳纤维布贴上去;(4)等待粘结剂固化后,进行碳纤维布的加固。
3.钢筋加固法钢筋加固法是一种常见的加固方法,其具体步骤如下:(1)清理梁表面,将其清洁干净;(2)在梁的两侧进行钢筋加固,钢筋的直径和布置方式应根据梁的受力状态进行设计;(3)将钢筋与梁进行焊接或锚固,使其达到一定的受力状态。
房屋大梁加固方法

房屋大梁加固方法房屋的大梁加固是为了增强房屋的结构稳定性和承重能力,保障房屋的安全。
大梁是房屋的主要承重构件,如果出现了开裂、变形或承重能力下降的情况,就需要及时进行加固处理。
下面将介绍几种常见的房屋大梁加固方法。
1. 钢筋混凝土加固钢筋混凝土加固是一种常用的大梁加固方法。
首先需要对大梁的表面进行清理和修补,然后在大梁周围设置一定数量和规格的钢筋,再进行混凝土浇筑。
在浇筑混凝土时,要注意确保混凝土的质量和浇筑的密实性,以及混凝土与原有结构的粘结力。
这种加固方法可以有效提高大梁的承重能力和抗震性能,延长房屋的使用寿命。
2. 碳纤维加固碳纤维加固是一种新型的大梁加固方法,它采用碳纤维布与环氧树脂复合材料对大梁进行包裹加固。
这种材料具有高强度、耐腐蚀、耐磨损的特点,可以有效提高大梁的抗拉、抗剪和抗弯能力。
碳纤维加固不仅施工简便、工期短,而且对原有结构造成的影响较小,是一种较为理想的大梁加固方法。
3. 预应力加固预应力加固是一种通过预先施加拉力来改善混凝土大梁受力性能的加固方法。
通过预应力技术,在大梁的受力部位设置预应力筋,并施加一定的预应力,使混凝土内部保持一定的压力状态,从而提高混凝土的承载能力和抗裂性能。
这种加固方法可以有效提高大梁的承载能力,减小混凝土受力面内的裂缝宽度,延缓混凝土的老化和疲劳。
4. 钢板加固钢板加固是一种简便有效的大梁加固方法,它通过在大梁的受力部位焊接或螺栓连接钢板,增加大梁的承载能力。
这种加固方法适用于大梁的受力面受到局部冲击或挤压的情况,可以有效提高大梁的抗弯和抗剪性能。
在进行大梁加固时,还需要根据具体情况进行综合设计和施工。
例如,在选择加固材料和方法时,需要考虑大梁的受力性能、结构状况、使用环境和预算等因素,以确保加固效果和施工质量。
同时,加固施工需要严格按照相关规范和要求进行,以确保加固效果和施工质量。
在进行大梁加固后,还需要定期对加固部位进行检查和维护,及时发现和处理加固部位的变形、裂缝等问题,以保证大梁的使用寿命和安全性。
粘钢板法与粘CFRP法加固钢筋混凝土结构比较

第7卷 第14期 2007年7月167121819(2007)1423607203科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and EngineeringVol17 No114 July2007Ζ 2007 Sci1Tech1Engng.粘钢板法与粘CFRP法加固钢筋混凝土结构比较孙思煜(浙江省科威工程设计有限公司,杭州310006)摘 要 粘钢板法与粘CFRP法在加固钢筋混凝土结构的实践中得到了广泛的运用,两种加固方式比较相似加固机理也类同,论述了粘钢板法和粘CFRP加固方法在方案选择、设计、施工等方面的异同。
关键词 粘钢板法 粘CFRP法 加固 钢筋混凝土 结构中图法分类号 T U373; 文献标识码 A 粘钢板法与粘CFRP(碳纤维复合材料Carbon Fiber Reinf orced Pl oy mer,简称CFRP)法加固是目前钢筋混凝土结构加固中运用较为普遍的两种加固方法,这两种方法在加固机理、设计理念、施工方法都有很多相似的地方,在加固设计方案的选择方面存在着一些争议。
现将两种加固方法的适用范围、设计及施工异同进行比较说明。
1 方案选择的比较111 粘钢板法及粘CFRP法加固适用范围11111 粘钢板法及粘CFRP法加固适用范围共同点都适用于承受静力为主的梁板柱构件受弯、剪、拉、压加固。
被加固构件混凝土强度等级不宜低于C15,截面表面正拉应力不得小于115MPa,长期使用温度不能高于60℃,周围环境腐蚀性不强的场合。
可以和包钢、化学植筋、化学螺栓、裂缝封闭处理等方法混合加固钢筋混凝土结构。
11112 粘钢板法及粘CFRP法加固适用范围不同点粘钢板法用于受压以及承受动力较大构件加固 2007年3月23日收到作者简介:孙思煜(1972—),男,汉族,云南省宣威县人,工程师,本科。
时,应增设附加的锚固措施;例如每100mm设置2个植筋螺栓或穿梁、穿板对拉螺栓锚固。
混凝土梁钢筋加固的实用方法

混凝土梁钢筋加固的实用方法一、前言混凝土梁在使用过程中,难免会存在一些裂缝、变形等问题,这些问题会严重影响混凝土梁的使用寿命和安全性。
为了保证混凝土梁的安全使用,需要对其进行加固处理。
本文将介绍混凝土梁钢筋加固的实用方法。
二、加固前的准备工作1.检查混凝土梁的损伤情况,包括裂缝、变形、负荷等情况。
2.根据混凝土梁的损伤情况,确定加固的方式和加固材料。
3.清理混凝土梁表面的灰尘、油污等杂物。
三、加固方式的选择1.外包钢板加固法这种加固方式是将钢板焊接在混凝土梁的外表面,增加混凝土梁的强度和承载能力。
但是,这种加固方式需要对梁进行一定的加工,加固后的混凝土梁不易检查。
2.内包钢板加固法这种加固方式是将钢板包裹在混凝土梁内部,增加混凝土梁的强度和承载能力。
这种加固方式对梁的损伤小,加固后的混凝土梁易于检查。
3.预应力加固法这种加固方式是在混凝土梁上设定预应力钢筋,增加混凝土梁的强度和承载能力。
这种加固方式对梁的损伤小,但需要专业人员施工。
四、加固材料的选择1.钢板钢板是一种常用的加固材料,可以增加混凝土梁的强度和承载能力。
2.钢筋钢筋是一种常用的加固材料,可以增加混凝土梁的强度和承载能力。
3.碳纤维碳纤维是一种新型的加固材料,具有轻质、高强度、耐久性等特点,可以用于加固混凝土梁。
五、加固的具体步骤1.外包钢板加固法步骤一:在混凝土梁表面焊接角钢和槽钢,用于固定钢板。
步骤二:将钢板按照设计要求焊接在角钢和槽钢上。
步骤三:对焊接部位进行除锈和涂漆处理。
2.内包钢板加固法步骤一:在混凝土梁内部设置临时支撑,用于支撑混凝土梁。
步骤二:将钢板卷成圆筒形,放置在混凝土梁内部。
步骤三:用钢筋将钢板固定在混凝土梁内部。
步骤四:对钢筋进行穿孔处理,用于注浆。
步骤五:注浆,将混凝土注入钢板和混凝土梁之间的空隙,增加混凝土梁的强度和承载能力。
3.预应力加固法步骤一:在混凝土梁上设置预应力钢筋。
步骤二:紧张预应力钢筋,使其产生一定的预应力。
钢筋混凝土梁的加固方法及分析

混凝土梁不论是 由于 自 身性能下降, 还是由于使 用荷载增加[ 1 。 ] , 容易出现裂缝 , 承载力达不到使用要
钢 筋 混 凝 土梁 的加 固方 法 及 分 析
马兵 辉
( 安徽省交 通规划设计研究院有 限公 司, 安徽 合肥 2 3 0 0 8 8 )
摘
要: 在 实际工程 中, 因为设计缺 陷、 施工质量 、 功能改变等 因素 , 部分钢筋混凝土结构构件满足不了实 际使 用功能上 的要 求, 该
文通过对结构构件 中的钢筋混凝土梁 的提 出了几种加 固方法 , 分析几种加 固方式的构造做法和优 缺点 , 来给设计 者提供最优 的加
作者简介 : 马兵辉 ( 1 9 7 3 一) , 男, 安徽 黄山人 , 安徽 省交通 规划设计研究 院有 限公 司高级工程师
< - r 程与建设》 2 0 1 3 年第 2 7 卷第 3 期
4 0 1
土截 面尺 寸不 变 。 由于两 部 分 之 间通 过 粘 结 或机 械 连接 , 新混 凝土 的收缩 将 受 阻 而 产 生拉 应 力 , 如果 拉 应 力 积聚 到足 够严 重 的程度 , 新混 凝土 就会 产生 开裂 或剥 离 。解 决 的方 法 可 以采 用 无 收 缩 混 凝 土 或特 种
1 . 5 粘贴 F R P加 固
粘贴 F R P加 固_ _ 7 ] 方 法是 纤 维增 强塑 料 ( F R P ) 用 树脂 将 细小但 很 结实 的纤 维粘 接在 一起 做 出来 的 , 它 的强度 有 时会 超 过钢 。粘 接 F RP的环 氧树 脂 材料 不
钢筋混凝土梁的预压加固方法

钢筋混凝土梁的预压加固方法一、背景介绍随着建筑物年限的不断增加,钢筋混凝土结构出现了一些问题,如裂缝、变形等。
对于这些问题,加固是很好的解决方法之一。
预压加固方法是一种常用的加固方法,可以增强梁的承载能力、提高抗震性能,减小梁的挠度,使其在使用期内更加稳定、安全。
二、预压加固方法1. 检查在进行预压加固前,首先需要对梁进行检查。
检查内容包括梁的破损程度、裂缝情况、变形程度等。
如果梁存在较严重的问题,需要先进行修复或更换。
2. 预压预压是预压加固方法的关键步骤。
预压的目的是通过施加预压力,使梁产生一定的弯曲,从而使受力状态得到改善。
预压力的大小应根据梁的尺寸、受力情况、加固目的等因素进行合理的设计。
一般预压力的大小为梁自重的1.5-2倍。
预压力的施加方式有两种:一种是通过钢束施加预应力,另一种是通过气垫施加预应力。
钢束施加预应力的方式是先在梁的两侧钻孔,然后将钢束穿过孔洞,并将钢束的两端固定在梁的两侧。
随后,施加预压力,使梁产生一定的弯曲。
气垫施加预应力的方式是将气垫放置在梁的两侧,然后通过充气使气垫膨胀,施加压力,使梁产生一定的弯曲。
3. 后张预压完成后,需要进行后张。
后张的作用是使梁恢复原来的形状,并将预压力转化为拉应力,从而增强梁的承载能力。
后张力的大小应根据梁的尺寸、受力情况、加固目的等因素进行合理的设计。
一般后张力的大小为预压力的70%-80%。
后张的施加方式与预压的施加方式类似,也有钢束和气垫两种方式。
钢束施加后张力的方式是在预压钢束的两端加装拉杆,并通过调节拉杆的长度,使梁产生一定的拉应力。
气垫施加后张力的方式是将气垫放置在梁的两侧,并通过排气使气垫收缩,产生拉应力。
4. 固定后张完成后,需要对梁进行固定,防止后张力的丧失。
固定的方法有多种,如用钢板夹紧、用胶水粘结等。
固定时需要注意,不能使梁产生新的应力集中点,同时也不能使梁的应力分布不均匀。
三、注意事项1. 施工前需要对梁进行充分的检查,确保梁没有过度破损、裂缝等问题。
钢筋混凝土梁的预应力加固技术

钢筋混凝土梁的预应力加固技术一、前言钢筋混凝土梁在使用过程中会因为多种原因出现裂缝、挠度、下沉等问题,导致其承载能力降低,甚至危及安全。
因此,预应力加固技术成为了解决这一问题的重要手段之一。
本文将详细介绍钢筋混凝土梁的预应力加固技术。
二、预应力加固技术的原理和方法预应力加固技术是通过在钢筋混凝土梁上加设预应力筋,使其在受力时产生预应力,从而提高钢筋混凝土梁的承载能力。
预应力加固技术的方法主要有两种:增加预应力筋的数量和提高预应力筋的预应力程度。
1. 增加预应力筋的数量增加预应力筋的数量是指在原有的预应力筋上再增加一层预应力筋,在原有的受力模式下增加另一个受力模式,从而增加梁的承载能力。
具体步骤如下:(1)在钢筋混凝土梁两端各增加两个锚固件,并在锚固件上设置预应力筋的弯曲长度。
(2)将预应力筋穿过钢筋混凝土梁,将预应力筋两端拉紧,使其产生预应力。
(3)在预应力筋两端的锚固件处,将预应力筋的张拉力转移到钢筋混凝土梁上。
(4)在钢筋混凝土梁上设置新的预应力筋,并在两端的锚固件处将新的预应力筋与原有的预应力筋连接起来。
(5)拉紧新的预应力筋,使其产生预应力。
(6)在新的预应力筋两端的锚固件处,将新的预应力筋的张拉力转移到钢筋混凝土梁上。
2. 提高预应力筋的预应力程度提高预应力筋的预应力程度是指在原有的预应力筋上增加预应力,使其产生更大的预应力,从而增加梁的承载能力。
具体步骤如下:(1)在钢筋混凝土梁两端各增加两个锚固件,并在锚固件上设置预应力筋的弯曲长度。
(2)将预应力筋穿过钢筋混凝土梁,将预应力筋两端拉紧,使其产生预应力。
(3)在预应力筋两端的锚固件处,将预应力筋的张拉力转移到钢筋混凝土梁上。
(4)通过在锚固件处调整预应力筋的张拉长度,增加预应力筋的预应力程度。
(5)在调整后,将预应力筋的张拉力转移到钢筋混凝土梁上。
三、预应力加固技术的设计要点预应力加固技术的设计要点包括预应力筋的数量、预应力筋的位置、预应力筋的预应力程度、锚固件和连接件等。
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钢筋混凝土梁两种常用加固方法的比较陈小健(江苏科技大学土木工程与建筑学院,江苏镇江212003)摘要:本文主要介绍了钢筋混凝土梁的两种常用加固方法,粘钢法和碳纤维法。
详细分析了两者在方案选择、设计计算以及施工工艺等方面的相同点和不同点,并在此基础上得出了相关结论,为理论研究和实际工程应用提供了参考。
关键词:钢筋混凝土梁;粘钢加固;碳纤维加固;方法比较Comparison of two common strengthening methods of reinforcedconcrete beamsCHEN Xiaojian(School of Civil and Architecture Engineering,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang Jiangsu212003,China)Abstract:This article mainly introduces the two common strengthening methods of reinforced concrete beams, that is steel adhered reinforcement and carbon fiber reinforcement.The similarities and differences of the two methods in the aspect of scheme choice, design calculation and construction technology are analyzed in detail.On this basis, some related conclusions are drawn.And it provides a reference for theory and practical engineering application.Key words:reinforced concrete beams;steel adhered reinforcement;carbon fiber reinforcement;method comparison 0引言对于已有的钢筋混凝土结构,由于设计、施工不当,外界环境的作用以及地震灾害等因素的影响,结构常会出现开裂、老化等外在的损伤和缺陷,导致结构在安全性、适用性和耐久性方面不能满足使用要求,应对结构采取必要的加固措施。
目前,常用的钢筋混凝土结构加固方法有很多,这里主要介绍钢筋混凝土梁的两种常用加固方法:粘钢法和碳纤维法(如图1、2所示),并就这两种加固方法在方案选择、设计计算以及施工工艺等方面的差异进行比较。
1方案选择的比较1.1 粘钢法和碳纤维法适用范围的比较[1]1.1.1 粘钢法和碳纤维法适用范围的共同点图1粘钢法加固效果图图2碳纤维法加固效果图一般都适用于以承受静力荷载为主的受弯、受拉构件的加固。
由于两者都是用粘合剂将其粘贴在混凝土构件的表面,使其与混凝土协同工作,而结合面的粘结强度主要取决于混凝土,因而被加固混凝土的强度等级不应低于C15,截面处的拉应力不得小于1.5MPa。
同时,其所处的环境温度不宜高于60℃,相对湿度不宜大于70%,周围环境中无化学腐蚀性介质。
在结构加固过程中,也可以通过与外包钢、植筋、裂缝修补以及混凝土表面密封处理等技术相结合的办法,来提高混凝土结构的安全性、适用性和耐久性。
1.1.2 粘钢法和碳纤维法适用范围的不同点粘钢法用于受压以及承受动力较大构件加固时,应增设附加的锚固措施;例如每100mm 设置2个植筋螺栓或穿梁、穿板对拉螺栓锚固。
钢板上可以焊接锚筋,也可钻孔设植筋锚固,所以锚固方式较碳纤维法灵活。
碳纤维一般只能通过粘胶受力,碳纤维的层数一般限定为3层以内,最大为300g/m2。
因此,在需要大幅度提高承载力的场合,粘钢法比碳纤维法更好。
粘钢法可以适用于梁体受压部位,碳纤维法则不能。
例如框架结构边缘梁、边缘板承受负弯矩,可在受压区进行粘钢加固。
当受拉区配筋率较高,若再在受拉区增加配筋,有可能成为超筋梁时,受压区混凝土有损伤或其它缺陷时,受拉区加固不方便时,碳纤维法基本上无法替代粘钢法。
碳纤维和钢材相比,属于惰性材料,不锈蚀,也不易受到有害介质的腐蚀,不用养护,可以在相对湿度70%以上的环境中使用。
粘钢法加固后需要进行必要的表面防护,如加环氧砂浆或水泥砂浆保护层,钢板的锈蚀程度较难估计,降低了加固构件的可靠性,增加了加固后的养护费用。
同时,为便于施工过程中对钢板加压及防止钢板剥离,粘钢法加固时须采取必要的螺栓锚固措施,不可避免地对原结构造成一定的损伤。
因此,碳纤维法一般不宜用于配筋密度较大,且钢筋走向复杂的构件结点处的加固设计。
碳纤维本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制,粘钢法也需考虑。
1.2 材料费用的比较表1是厦门市中连结构胶有限公司2002年粘钢、碳纤维综合网上参考报价[1]。
表1 粘钢法加固及碳纤维法加固单价表钢板规格/mm单价元/m2CFRP规格/mm单价元/m22 1390.76 0.11 12003 1421.60 0.1375 12504 1452.44 0.165 13005 1483.28碳纤维的抗拉强度设计值为(1400~2300)MPa,钢板的抗拉强度设计值为(230~400)MPa,考虑折减,受拉加固构件根据等量代换,0.1mm碳纤维相当于1mm粘钢板,可以看出来,2002年粘钢板加固法在性价比上面稍有优势。
目前,粘钢板的单价大概为:2mm钢板(1100~1300)元/mm2, 碳纤维300g,0.165mm 大概为(500~800)元/mm2, 粘钢板法加固在性价比方面已经没有优势可言,而且随着生产技术的发展,纤维的来源由原来的单纯依靠进口,到国内研究生产,各种不同种类的纤维产品的强度会更高,价钱会更低。
而钢板的强度提高有限,单价比较稳定,因此,碳纤维加固方法随着时间的变化在性价比方面,会越来越具有优势。
2设计计算的比较加固结构的受力性能与一般普通未加固结构的受力性能相比存在着较大的差异。
主要表现在:加固后的结构属于二次受力。
具有应力、应变的滞后性和新、旧部分的整体性两方面的受力特征。
因而需要对加固以后的构件进行承载力计算,使其达到设计的要求。
2.1 材料的锚固长度比较[2]2.1.1 钢板的锚固外部粘结加固法中钢板的锚固至关重要,必须保证钢板在拉断之前不发生脱胶、滑移等粘结现象。
图3为钢筋混凝土梁钢板结构胶锚固示意图。
图3钢板结构胶锚固示意图对于图3中单纯以结构胶锚固时,锚固长度1l 为cv a ay f t f l /21≥ (1)式中:a t ——加固钢板厚度;ay f ——加固钢板抗拉(抗压)强度设计值; cv f ——被粘混凝土抗剪强度设计值。
2.1.2 碳纤维的锚固对于梁的正弯矩进行受弯加固时,碳纤维片材应延伸至支座边缘。
在集中荷载作用点两侧应设置构造碳纤维片材U 型箍或横向压条等附加锚固措施,如图4所示。
图4 碳纤维片材锚固示意图碳纤维材料切断位置与不需要纤维材料截面的距离不应小于200mm ,且与其充分利用截面的距离不应小于cfcf cfcf cf d b A E l τε=(2)式中:d l ——碳纤维片材从其利用截面起所需的锚固长度; cf ε——充分利用截面处碳纤维片材的拉应变; cf τ——碳纤维片材与混凝土之间的粘结强度设计值;cf b ——受拉面粘结的碳纤维片材宽度(对于板,取1000mm 板宽范围内粘结的碳纤维片材宽度)。
2.2 加固梁的受弯承载力计算比较 2.2.1 粘钢法加固承载力计算[2]钢筋混凝土梁粘钢加固一般采用在受拉区表面粘贴钢板的方法,极限应力状态如图5所示。
图5 粘刚锚固梁的极限应力状态此时,矩形截面梁的正截面受弯承载力公式为:)2(22'''01011s s y a a ay y y a x A f x h A f x h A f M -+-+-≤)()( (3)bx f A f A f A f c s y a ay y y α=+''111- (4)式中:1y f ——原构件纵向钢筋抗拉强度设计值; 1y A ——原构件纵向受拉钢筋截面面积; ay f ——加固钢板抗拉强度设计值; 1a A ——加固钢板截面面积;'y f ——原构件纵向受压钢筋抗压强度设计值; 's A ——原构件纵向受压钢筋截面面积; c f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值; x ——混凝土受压区高度;0h ——原构件纵向受拉钢筋重心至混凝土受压区边缘的距离; a h 0——加固钢板重心至混凝土受压区边缘的距离;'s a ——原构件纵向受压钢筋重心至混凝土受压区边缘的距离; b ——原构件矩形截面宽度。
2.2.2 碳纤维法加固承载力计算[3]实际上,碳纤维布在加固钢筋混凝土梁中所起的作用相当于在梁底配有相同作用的钢筋。
如果把碳纤维布换算成等作用的钢筋,则使问题有所简化,计算公式为:y f s s f f A A /2121ββ= (5)式中 1s A ——等效钢筋面积; 2s A ——碳纤维布的面积; f f ——碳纤维布的抗拉强度; y f ——钢筋的抗拉强度;1β——碳纤维布强度折减系数,对3550MPa ,1~3层取0.7;对1800MPa ,1~5层取1.0;2β——碳纤维布与原有钢筋共同作用系数,与碳纤维布的强度也有关系,对3550MPa ,1层取1.0,3层取0.85;对1800MPa ,1~2层取1.0,3~5层取0.85。
现行钢筋混凝土梁单筋矩形截面受弯正截面理论的极限应力状态如图6所示。
图6 碳纤维片材锚固梁的极限应力状态由平衡条件可以得到承载力极限状态的基本计算公式:s y c A f bx f =α (6))2(2)2(021x h A f x h A f x h bx f M s y s y c u -+-=-≤)(α (7)21s s s A A A += (8)式中,符号的含义见图6所示。
为了保证梁的适筋破坏,不出现超筋和少筋破坏,在此,超筋相当于碳纤维布太厚或没有必要加固,少筋相当于加固梁配筋太少,计算公式还必须满足下列条件:0h x b ξ≤ (9)0min bh A s ρ≥ (10)通过对粘钢法和碳纤维法加固的矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的比较,可以看出,两者在计算过程中都考虑了附加材料对于原混凝土结构受力的影响,在计算时都将其等效为底部的受拉钢筋。
在加固过程中,两者都要预留一定的锚固长度,必要时应采取附加的锚固措施,以保证材料与原混凝土结构之间的整体性,达到良好传力效果的目的。