粘鋼加固鋼筋混凝土梁探析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714102

摘要：粘鋼加固鋼筋混凝土梁是采用建筑結構膠涂刷在混凝土構件的表面上的工藝，從而使混凝土與鋼板粘合在一起，達到提高鋼筋混凝土梁承載力、強度等力學性能的目的。本文著重對鋼筋混凝土梁的粘鋼加固問題進行理論探析，為鋼筋混凝土梁的粘鋼加固提供了理論依據。

關鍵詞：粘鋼加固；鋼筋混凝土梁；承載力

由于設計者在設計過程中的設計缺陷，施工人員在施工過程中的施工不當、以及使用過程中鋼筋生銹等原因，鋼筋混凝土梁的的力學性能達不到設計和使用要求時，此時就有必要對鋼筋混凝土梁進行加固。目前國內外有多種多樣的加固方法，而粘鋼法加固混凝土梁是應用最廣泛的一種。

粘鋼加固鋼筋混凝土梁是采用建筑結構膠涂刷在混凝土構件的表面上的工藝，從而使混凝土與鋼板粘合在一起，達到提高鋼筋混凝土梁承載力、強度等力學性能的目的。

1 工作機理與分析

1.1 不同卸載鋼筋混凝土梁的工作機理

當鋼筋混凝土梁未受荷載作用或完全卸載后，采用在受拉區域的外表面上粘貼鋼板的辦法，此時粘貼的鋼板和混凝土內部的鋼筋同時受力、發生形變。部分卸載或不卸載粘鋼加固，粘貼鋼板前混凝土梁已經受力，截面應力的大小由卸載多少決定。然而，新粘貼的鋼板只在新增荷載的情況下才開始受力。我們稱之為鋼筋的應力超前。同時，由于卸載的不完全性，原梁存在初始應變，外粘鋼板和原來的鋼筋混凝土梁同時受力，外粘鋼板應變從零開始滯后于原來的混凝梁內的鋼筋。我們稱之為鋼板的應變遲滯。

1.2 不同卸載鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力極限值

當使用在鋼筋混凝土梁的表面粘貼鋼板的辦法增強梁截面的抗彎承載力時，應該分別計算鋼筋混凝土梁在不同情況下，混凝土梁的撓度和裂紋寬度能否達到設計標準。對于梁的撓度計算，最主要的是計算出梁的截面抗彎剛度，未受荷載作用或完全卸載以后的混凝土梁，可以按照一般混凝土梁的撓度計算的方法。

不卸載或部分卸載混凝土梁的截面抗彎剛度應該分為粘貼鋼板前和粘貼鋼板后二部分，撓度計算時應該為粘貼鋼板前后二部分之和，粘貼鋼板前梁的截面抗彎剛度可以依照一般梁的截面抗彎剛度計算，粘貼鋼板后梁的截面抗彎剛度的計算應該注意粘貼鋼板前后梁剛度的變化。鋼筋混凝土梁使用粘鋼加固后，受拉混凝土被鋼板外包，可以顯著減小裂紋的寬度，裂紋寬度大部分都能達到設計標準。

2 施工要求及工藝流程

2.1 施工要求

1）鋼板在粘貼前，粘接面要進行除銹和粗糙處理。

2）當鋼筋混凝土梁表面十分臟舊時，首先可以用硬毛刷刷除表面油污垢后再用冷水沖洗，并用手風器吹除松散浮渣，最后用工業丙酮擦拭表面。

3）對鋼筋混凝土梁的加固部位必須進行測量，再根據實際測量的尺寸對鋼板進行剪裁和加工。

2.2 施工工藝流程

粘鋼加固方法施工工藝流程如圖 1所示。

3 結論

（1）用粘鋼法加固鋼筋混凝土梁能提高混凝土梁的的力學性能，減少混凝土梁裂紋的擴散和發展，起到對筋混凝土梁加固的要求。

（2）由于在鋼筋混凝土梁的表面粘貼了鋼板，原來的混凝土層對裂紋的影響程度減小，縮短了裂紋間隔，裂紋密而細，對限制混凝土的裂紋十分有效。

（3）在實際工程中對加固后的鋼筋混凝土梁的力學性能的效驗中應充分考慮到鋼板的應力滯后和裂紋的存在而引起的折減。

參考文獻：

[1]成彥惠.鋼筋混凝土梁的粘鋼加固探析[J].石河子大學學報（自然科學版），2006（2）：245247.

[2]胡成.鋼筋混凝土板的非線性有限元分析和計算[J].合肥工業大學學報，1998（4）：8690.

[3]張雷順，楊建水.鋼筋混凝土雙向板開裂與破壞的非線性有限元分析[J].水利學報，1994：7450.

基金項目：湖南城市學院科技計劃項目（2013xj007）

作者簡介：范吉文（1983），男，漢族，湖南益陽人，講師，研究方向：土木工程。