任何一種加固方法都不是萬能的。碳纖維加固與粘鋼加固是在原構(gòu)件基礎(chǔ)上進(jìn)行的,原結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度等級(jí)限制了發(fā)揮作用的程度。
答:按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002》,在截面和受壓鋼筋一定的情況下,隨著增加受拉鋼筋,構(gòu)件受壓區(qū)高度不斷增加,但最大不允許超過ξbh0(ξb:所相對(duì)界限受壓區(qū)高度);所以該構(gòu)件能承受的最大計(jì)算彎矩是不大于Mb的。[Mb=fcbξbh0(h0-0.5ξb)+fy'As’(h0-as')]
假設(shè)構(gòu)件加固前所能承受的彎矩為M0,用碳纖維加固所能補(bǔ)充的最大彎矩Mj是可以事先計(jì)算出的,即Mj=Mb-M0。也就是說如果Mb與M0差值較小,碳纖維抗彎加固的作用是有限的,粘貼更多的碳纖維也不能提高抗彎能力,而只能導(dǎo)致規(guī)范不允許的超筋截面。
一承受均布荷載bxh矩形截面梁,h/b<4,箍筋asv,間距s,請(qǐng)問碳纖維加固最多能增加多少抗剪能力?< div="">
答:按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002》,該梁允許承受的最大剪力Vmax=0.25fcbh0,該梁加固前所承受的剪力V0=0.07ftbh0+1.25fyvh0Asv/s。所以用碳纖維加固所能補(bǔ)充的最大剪力Vj也可以事先計(jì)算出來,即Vj=Vmax-V0。也就是說如果Vmax與V0差值較小,碳纖維抗剪加固的作用也是有限的。
C、當(dāng)然,如果與其他加固方法結(jié)合采用,如增大截面、受壓區(qū)加固,還能在更大程度上提高承載力
22、框架結(jié)構(gòu)邊緣梁、邊緣板負(fù)彎距承載力不足如何加固?
解決問題的關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)端部可靠的錨固。此時(shí)不宜采用碳纖維加固,可用粘鋼加固,方法如下
1.鋼板前端焊接等強(qiáng)鋼筋,在柱上或梁上鉆好孔,深度不宜小于15d,粘貼鋼板的同時(shí)錨固鋼筋。
2.在柱上或梁上設(shè)置好錨板或鋼圍套,將鋼板與之焊接,然后將結(jié)構(gòu)膠灌入或塞入粘貼部位。
23、除強(qiáng)度外,粘碳纖維膠還應(yīng)具有什么特點(diǎn)?
施工單位總是希望碳纖維膠固化的盡可能快,以便盡快進(jìn)行下一道工序。其實(shí),碳纖維加固質(zhì)量很大程度上取決于膠浸潤(rùn)布的程度,在某種意義上有效浸潤(rùn)、充盈比膠強(qiáng)度高幾兆帕更為重要。盡管碳纖維膠黏度較低、纖維布也較薄,但纖維束由眾多細(xì)密的單絲組成,保證一定持續(xù)浸潤(rùn)、滲透的時(shí)間是必要的。25℃時(shí),膠攤涂到布上后,凝膠固化時(shí)間宜大于2小時(shí)。
24、除強(qiáng)度外,粘鋼膠還應(yīng)具有什么特點(diǎn)?
高觸變性,夏季施工不易流淌,冬季施工易于攤涂。
25、粘鋼加固設(shè)置附加錨栓有什么優(yōu)點(diǎn)?
通過螺栓的緊固與鎖鍵,大幅度提高鋼板的抗剝離能力和抗疲勞能力,可用于動(dòng)荷為主的構(gòu)件加固。
26、U型鋼箍板抗剪加固,能否施加預(yù)應(yīng)力?
可在箍板端部焊接螺桿,用千斤頂張拉螺桿或扭矩扳手?jǐn)Q緊螺母建立預(yù)應(yīng)力,以減少剪應(yīng)力滯后。
27、影響錨固力的主要因素?植筋中如何確定錨固長(zhǎng)度?
1.錨固力主要取決于錨固膠性能,基材強(qiáng)度、鋼材外形、鉆孔深度、基材是否配筋等因素。一般膠性能越好,基材強(qiáng)度越高、鋼筋外形越粗糙、鉆孔越深、基材配筋越密,錨固力越高。
2.根據(jù)設(shè)計(jì)錨固力的大小,錨固長(zhǎng)度可由現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)確定。對(duì)于LYJGN®植筋錨固膠,錨固15d(基材C15砼以上)錨固力均可大于錨栓屈服值,若實(shí)際上錨栓僅需小的錨固力,可按比例減少錨固長(zhǎng)度,但不宜小于5d。對(duì)有抗震設(shè)防要求的錨栓,為保證破壞形態(tài)為鋼材破壞,《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004 規(guī)定的最小錨固長(zhǎng)度見下表:
28、植筋后焊接對(duì)錨固力有無影響?
錨桿種植后,常需焊接接長(zhǎng),由于焊接僅為短時(shí)間升溫,試驗(yàn)表明,焊接部位距離錨固端大于30cm,對(duì)錨固力無不良影響。如果焊接部位緊鄰錨固端,最好選擇先焊后錨。螺母與螺桿的點(diǎn)焊對(duì)錨固力無影響
29、粘貼和錨固時(shí),粘接界面為什么宜干燥?
潮濕的界面對(duì)結(jié)構(gòu)膠耐久粘接力有一定負(fù)面影響,所以粘接界面最好保持干燥。
30、植筋時(shí)如何確定鉆孔孔徑?對(duì)混凝土強(qiáng)度有什么要求?
鉆孔孔徑可按較鋼筋直徑大4∽10mm選取,小鋼筋取低值,大鋼筋取高值,孔徑宜大不宜小。
除非設(shè)計(jì)錨固力較小,砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20,否則應(yīng)采取附加措施。如增加錨固深度、加密箍筋等。
31、錨栓如何分類?適用范圍有什么不同?什么是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?
A、按照工作原理、構(gòu)造、尺寸不同,錨栓可分為膨脹型錨栓、擴(kuò)底型錨栓、定型化學(xué)錨栓和化學(xué)植筋。
B、錨栓應(yīng)用范圍可分為以下三類。
?、?、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固
?、颉⒃O(shè)防烈度≤6,結(jié)構(gòu)構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固。
?、蟆⒃O(shè)防烈度≤8,結(jié)構(gòu)構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固。
其中膨脹型錨栓、擴(kuò)底型錨栓僅適用于(Ⅰ);定型化學(xué)錨栓適用于(Ⅰ、Ⅱ);化學(xué)植筋適用于(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
C、按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001》3.7條,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件指受損后一般不直接造成嚴(yán)重后果的構(gòu)件。包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(女兒墻、高低跨封墻、雨篷、貼面、頂棚、圍護(hù)墻、隔墻、吊頂、廣告牌、儲(chǔ)物柜等)和建筑附屬設(shè)備(電梯、照明、通信設(shè)備、管道、采暖、通風(fēng)、消防、天線等)。
32、粘碳纖維施工中如何將構(gòu)件轉(zhuǎn)角處理成圓弧半徑20mm的導(dǎo)角?
碳纖維粘貼時(shí),遇構(gòu)件轉(zhuǎn)角,為減小應(yīng)力集中,應(yīng)將轉(zhuǎn)角打磨(陽角)或修補(bǔ)(陰角)為圓弧半徑不小于20mm的導(dǎo)角。
如右圖,在轉(zhuǎn)角處以20mm為半徑畫一與兩邊相切圓,陰影表示需磨去或修補(bǔ)的部分。
33、加固設(shè)計(jì)中承載力驗(yàn)算應(yīng)注意什么?
加固設(shè)計(jì)應(yīng)作到治標(biāo)治本,例如;因不均勻沉降引起的構(gòu)件損傷,對(duì)構(gòu)件加固之前,顯然應(yīng)該先加固地基。承載力驗(yàn)算應(yīng)注意以下5點(diǎn):
a、根據(jù)實(shí)際荷載、支撐情況、傳力途徑、邊界條件確定計(jì)算簡(jiǎn)圖。
b、考慮構(gòu)件的齡期、損傷、缺陷、銹蝕、腐蝕等因素確定有效計(jì)算截面。
c、考慮施工偏差、現(xiàn)有撓度、環(huán)境溫度引起的附加應(yīng)力。
d、考慮新加部分的應(yīng)力滯后因素,乘以適當(dāng)?shù)恼蹨p系數(shù)。
e、若新加部分重量較大(超過建筑總重量的10%),應(yīng)復(fù)核地基、基礎(chǔ)的承載力。
34、建筑裂縫處理原則?
裂縫處理前,應(yīng)先進(jìn)行觀察、分析,查明裂縫的性質(zhì)和產(chǎn)生裂縫的原因。
a、對(duì)于在使用荷載下出現(xiàn)的受力裂縫,當(dāng)超過規(guī)范規(guī)定的寬度、長(zhǎng)度時(shí),裂縫化學(xué)灌漿封閉后,對(duì)該構(gòu)件還應(yīng)進(jìn)行加固。
b、對(duì)于在偶然超載出現(xiàn)的受力裂縫,可只對(duì)殘余裂縫進(jìn)行灌漿封閉處理。
c、對(duì)于混凝土收縮、地基不均勻沉降等因素引起的間接裂縫,應(yīng)待裂縫穩(wěn)定后再灌漿封閉處理。
d、對(duì)于溫度引起的間接裂縫,應(yīng)在完成相應(yīng)的保溫、隔熱處理后再對(duì)裂縫灌漿封閉。
e、對(duì)于耐久性(鋼筋銹漲、混凝土老化等)引起的裂縫,應(yīng)將酥松的混凝土、鋼筋銹渣清除干凈后,用耐腐蝕的修補(bǔ)膠封閉處理。
35、植筋中錨筋間距過小,可怎樣解決?
植筋施工中相鄰兩根錨筋凈距宜大于3d,但有些構(gòu)件,例如柱頭植筋,截面尺寸有限,梁、柱鋼筋交錯(cuò),常遇到實(shí)際能鉆成的孔有限或相距很近,有的實(shí)際凈距僅1d左右。此時(shí)為消除群錨的不利影響,可采用將鋼筋合并,增大錨固長(zhǎng)度的變通措施。
例如柱頭12根18錨筋原設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度270mm(15x18),但能成的孔中有兩個(gè)凈距僅20mm,按照截面面積相近的原則,2根18錨筋截面面積相等于1根25鋼筋,此時(shí)可將2根18錨筋孔深加長(zhǎng)至375(15x25)錨固。
36、基材中鋼筋過密,難以成孔,可怎樣解決?
基材中鋼筋過密,難以成孔是植筋施工常遇到的難題,錨筋直徑越大,問題越突出。例如25鋼筋植筋,要求鉆孔孔徑大于30mm,但有時(shí)基材主筋凈距僅28mm,造成不能成孔。此時(shí)可按照截面面積相等的原則,用2根18錨筋代替,鉆孔孔徑僅需22mm,就解決不能成孔的問題。但鉆孔深度不應(yīng)減少,應(yīng)與原設(shè)計(jì)深度相同。
37、素混凝土(巖石)中植筋應(yīng)注意什么?
基材中配筋有利于錨筋荷載向更大的范圍傳遞、分散,利于錨固力的提高。素混凝土(巖石)沒有配筋,錨筋荷載全靠有限范圍的混凝土(巖石)承受,此時(shí)混凝土(巖石)的強(qiáng)度高低、是否致密無裂縫對(duì)錨固力有決定性的影響。當(dāng)設(shè)計(jì)充分利用鋼筋強(qiáng)度時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加的錨固長(zhǎng)度,具體錨固參數(shù),宜通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。
38、圓鋼、螺紋鋼植筋破壞形態(tài)有什么不同?為什么圓鋼錨固端推薦采用彎鉤樣式?
顯然,因鋼筋外形差異,同樣情況下,螺紋鋼錨固效果優(yōu)于圓鋼。當(dāng)基材強(qiáng)度不小于C15時(shí),15d的錨固深度圓鋼、螺紋鋼抗拔力均可大于鋼筋屈服值。但若繼續(xù)加荷至破壞,螺紋鋼一般表現(xiàn)為鋼筋縮徑、拔斷;圓鋼則有時(shí)拔斷,有時(shí)拔出。
通過拉拔試驗(yàn),對(duì)圓鋼的錨固性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,結(jié)果如下:
1.錨固端樣式為圖1時(shí),若錨固長(zhǎng)度大于25d。當(dāng)加荷值大于圓鋼理論屈服值的20%時(shí),能持荷一段時(shí)間(約10∽30分鐘),讓圓鋼縮徑變形發(fā)揮充分,一般為圓鋼拔斷破壞。當(dāng)無停頓直線加荷,圓鋼縮徑變形難以發(fā)揮充分,一般為圓鋼拔出破壞。
2.錨固端樣式為圖2時(shí),若錨固長(zhǎng)度大于20d,無停頓直線加荷,一般為圓鋼拔斷破壞。
3.錨固端樣式為圖3時(shí),若錨固長(zhǎng)度大于10d,無停頓直線加荷,一般為圓鋼拔斷破壞。
對(duì)比結(jié)論(1)、(2)、(3)可知,圓鋼植筋,錨固端樣式推薦采用圖2、圖3,特別是圖3樣式最值得推廣。雖然鉆孔孔徑增大,施工成本增加,但可保證破壞形態(tài)為圓鋼拉斷,這種延性破壞對(duì)于重要構(gòu)件和抗震設(shè)防構(gòu)件尤為重要。
實(shí)際上工程上常用的圓鋼一般為 6、 8、 10,當(dāng)錨固端采用圖3樣式時(shí),鉆孔直徑依次為20mm,25mm,32mm。當(dāng)錨固端采用圖2樣式時(shí),鉆孔直徑依次為14mm,18mm,22mm,鉆孔難度可以接受。