產(chǎn)品描述
1 特制異形鉚釘
鉚粘鋼板加固法是將傳統(tǒng)的粘鋼加固法和鉚鋼加固法相結合,通過在砼構件表面用**異形鉚釘將粘貼于砼構件表面的鋼板再鉚接于砼構件表面,從而將鋼板與砼構件結合成一個牢固的整體,使其協(xié)同作用共同承載以達到加固原構件的目的。鉚釘?shù)男阅軐τ阢T粘鋼加固的效果起著重要作用,需要**特制,本文所討論的**異形鉚釘?shù)男吞栆姳?/span>1。
表1 **異形鉚釘屬性 h
型號 材質(zhì) 錨固抗拔力/KN 錨固抗剪力/KN 釘體對角線/mm 鉚釘長度/mm 鋼板鉆孔直徑/mm 砼孔直徑/mm 適應鋼板厚/mm
D-12 45#鋼 ≥18 ≥18 11 55 12 10 3-4
D-14 45#鋼 ≥35 ≥35 13 75 14 12 4-6
2 計算方法
2.1 受彎計算
鉚粘鋼板加固鋼筋混凝土梁的受彎承載力計算類似鋼筋混凝土適筋梁 的計算,當保證異形鉚釘?shù)臄?shù)量相對于鋼板橫截面積足夠且混凝土相對受壓區(qū)高度不過界限受壓區(qū)高度時,鉚粘鋼板加固梁的受彎承載力可以按以下計算公式計算:
——鉚粘鋼板上錨固區(qū)段鉚釘?shù)臄?shù)量;
——鉚粘鋼板的抗拉強度設計值;
——鉚粘鋼板凈橫截面面積;
——單個異形鉚釘?shù)目辜魪姸仍O計值;
——單個鉚釘?shù)臋M截面面積;
、 ——被加固梁混凝土的軸心抗壓強度設計值和彈性模量;被加固梁的混凝土強度等級要求不**C20,否則應對鋼板的承載力進行折減,必要時應通過試驗確定;
——鉚粘鋼板的厚度;
〔1〕、〔2〕式保證了鉚釘數(shù)量的足夠;〔4〕式使得混凝土區(qū)受壓高度不限;〔3〕、〔5〕可得出鉚粘鋼板梁的受彎承載力,考慮到實際工程中被加固的梁已承受一定荷載,存在鉚粘鋼板應力相比梁內(nèi)鋼筋應力滯后的狀況,對鉚粘鋼板拉力乘以0.9的折減系數(shù);
2.2 受剪計算
鉚粘鋼板箍加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力可按下列公式計算:
(6)
——按現(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范 計算的被加固鋼筋混凝土梁的原受剪承載力;
——配置在同一截面面處U形鋼箍板的全部截面面積;
——U形鋼箍板的抗拉強度設計值;考慮到臨近破壞時U形鋼箍板可能未達到屈服強度,對其乘以0.8的折減系數(shù);
——U形鋼箍板的間距;
3 施工工藝
鉚粘鋼板施工簡單快捷,工藝流程有以下六步:鋼板條的制作→鋼板條表面處理和鉆孔→混凝土表面處理和劃線→配膠涂于處理好的混凝土表面并粘貼鋼板→對鋼板打孔入混凝土內(nèi)并注膠上釘→加固面的防護處理。
4 加固效果驗證試驗
4.1 試驗方法
為了驗證上述鉚粘鋼設計公式與施工方法的可行性,現(xiàn)設計如下對比試驗:三根試驗梁均為強剪弱彎適筋型、三分點加載的簡支梁,梁長l=3200mm,寬b=160mm,高h=300mm,計算跨度 =3000mm, =33.2MPa,梁底受力縱筋為2根直徑14mm的HRB235鋼筋,架立筋為2根直徑8mm的HPB235mm鋼筋,彎剪段配直徑8mm間距120mm的雙肢箍筋,純彎段不配箍筋,如圖2所示。按照本文提供的計算方法進行加固設計計算,三根梁的加固方式如表2所示。加固施工操作按照本文提供的施工流程及注意事項進行,加固后的構件制作完成后,放置于試驗機上進行加載試驗。
圖2 試驗梁布置圖
Fig.2 Structural drawing of experimental beam
表2 試驗梁的加固方式及參數(shù)
Tab.2 strengthening type and parameters of experimental beam
4.2 試驗結果
通過同步千斤頂及反力梁施加荷載,利用壓力傳感器配合YD-88應變儀控制加載,試驗數(shù)據(jù)為自動采集,試驗結果如表3。梁1在荷載作用下發(fā)生典型的適筋破壞,當受拉邊緣出現(xiàn)裂縫,撓度發(fā)生突變,鋼筋發(fā)生屈服后撓度增加很快,后受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞;梁2在受拉區(qū)邊緣開裂后,由于梁底鋼板的約束作用撓度改變不明顯,鋼筋和鋼板都屈服,后粘貼鋼板從粱端剝離,受壓區(qū)混凝土被壓碎,破壞時梁的變形較小,預兆不明顯;梁3前期受力狀況與梁2基本相同,后期破壞時,鋼板并未從梁上剝離,異形鉚釘?shù)那豆套饔檬沟娩摪迥芘c梁一起承受較大的變形,破壞時的變形較梁2大,有明顯的預兆,延性較好。通過效果對比試驗易發(fā)現(xiàn),鉚粘鋼加固混凝土梁的破壞荷載相比未加固的梁大幅提高,相比粘鋼加固的梁,破壞荷載提高16%,鋼板在破壞時不剝離,延性調(diào)高,按文中公式計算得的破壞彎矩為實際破壞彎矩的81%,具有較大的安全儲備。
表3 試驗結果
Tab.3 The results of experiment
5 結論
應用鉚粘鋼加固混凝土梁時采用**特制鉚釘,鉚釘頭錐面拉緊鋼板提高了高板的承載,設計計算可采用與現(xiàn)行規(guī)范中混凝土梁計算方法類似的公式(1)-(6),簡單易行,施工步驟共六個,方便快捷,效果驗證試驗證明了鉚粘鋼加固梁破壞服荷載相比粘鋼加固梁提高16%,并保證了構件的延性,公式計算的破壞彎矩為試驗值的81%,有較大的安全儲備,具有優(yōu)越性和可行性。
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