劉君陽(yáng)

（華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 河北省唐山 063000）

粘鋼加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展

劉君陽(yáng)

（華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 河北省唐山 063000）

早期的建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，不能滿足現(xiàn)在的抗震設(shè)計(jì)要求，所以必須對(duì)早期的建筑物進(jìn)行加固處理，以滿足現(xiàn)在的使用要求。建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的種類很多，并在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展，而鋼板加固具有硬化時(shí)間短、所占空間小、工藝簡(jiǎn)單、施工方便、粘貼牢固、受力均衡以及加固效果明顯等的優(yōu)勢(shì)，得到了廣大科研人員和施工人員的青睞。本文分別介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)粘鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究的主要成果,并對(duì)今后擬開展的研究工作提出了建議。

粘鋼加固；抗震

1 引言

經(jīng)歷過(guò)唐山，玉樹，汶川等級(jí)別不同的地震，地震給人帶來(lái)的危害顯而易見，不論是從能量、力度還有破壞性等方面，地震所帶來(lái)的損壞都是無(wú)法估量的。汶川地震發(fā)生以后，建筑物的抗震設(shè)防再一次成為學(xué)者們所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。早期建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的抗震設(shè)防條件，所以國(guó)家頒布了新的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。就必須對(duì)早期建筑進(jìn)行加固處理，對(duì)建筑物加固處理的方法很多，粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用尤為廣泛。本文對(duì)粘鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了仔細(xì)的總結(jié)和分析，對(duì)今后開展研究和工程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

2 粘鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

2003年，武漢理工大學(xué)劉艷軍，肖貴澤[1]對(duì)普通梁柱進(jìn)行粘鋼加固處理，通過(guò)對(duì)構(gòu)件中節(jié)點(diǎn)的研究分析，得出了粘鋼加固梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞形式，并推導(dǎo)出粘鋼加固節(jié)點(diǎn)水平抗剪承載力的計(jì)算公式。

2005 年，河北工業(yè)大學(xué)杜青，李曉會(huì)[2]通過(guò)有限元軟件，建立非線性有限元模型，研究采用粘鋼加固法對(duì)混凝土矩形截面的影響。通過(guò)模擬了其受力、破壞的整個(gè)過(guò)程，得到結(jié)果：粘鋼加固受彎構(gòu)件的效果是明顯的。

2005年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李妮[3]通過(guò)靜力試驗(yàn)對(duì)粘鋼加固鋼筋混凝土梁進(jìn)行了研究，并對(duì)梁底面所粘貼的粘貼鋼板厚度、錨固方式、開裂問(wèn)題等做了理論分析和試驗(yàn)研究。

2006年，中國(guó)海洋大學(xué)劉瑛[4]對(duì)混凝土短柱進(jìn)行了外包鋼加固法的試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：在高軸壓比下，構(gòu)件的延性較差；其中配筋率對(duì)構(gòu)件的滯回曲線的影響較為顯著。

2007年，中南大學(xué)彭述權(quán)、樊玲[5]通過(guò)采用低周反復(fù)荷載的方法對(duì)6個(gè)足尺框架中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。研究結(jié)果得到了節(jié)點(diǎn)區(qū)滯回和破壞特性曲線，并對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土、碳纖維布、鋼板、梁柱縱筋它們之間的應(yīng)力水平進(jìn)行了分析研究，研究表明：粘鋼加固法對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力提高十分顯著。

2009年，羅臻[6]對(duì)采用粘貼鋼板加固的混凝土梁的做了延性分析研究，提出了其截面延性的計(jì)算方法，并討論了其影響因素。

2010年，張貴文，謝穎川[7]對(duì)采用粘鋼法加固的混凝土梁的進(jìn)行了受力性能研究。通過(guò)有限元軟件對(duì)粘鋼加固前和加固后的兩種情況下進(jìn)行了靜力分析，得到了靜力作用下粘鋼加固對(duì)梁的內(nèi)力和位移的變化趨勢(shì)，為加固設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

2010年，鄺艷華[8]利用有限元軟件建立模型，對(duì)混凝土框架中節(jié)點(diǎn)，在采用粘鋼加固的前后進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了結(jié)論。

2012年，鄭州大學(xué)余剛[9]采用了四種不同的錨固方法分別對(duì)梁端負(fù)彎矩區(qū)抗彎不足的情況進(jìn)行粘鋼加固試驗(yàn)的分析，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了有關(guān)的理論分析，探討了不同錨固方法對(duì)梁負(fù)彎矩區(qū)承載力的影響。

2.2 國(guó)外研究進(jìn)展

1990年，美國(guó) J.A.Basumbal 等[10]研究了粘貼鋼板加固法，通過(guò)對(duì)比其他的加固方法，得到了粘鋼加固法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用提供了依據(jù)。

1992年，Oehnes 等[11]對(duì)粘貼鋼板加固的梁在承受荷載時(shí)，出現(xiàn)的早期剝離問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并提出了一些解決問(wèn)題的合理建議。

1995年，R.N.Swamy 等[12]對(duì)梁在粘貼鋼板后的的耐久性問(wèn)題進(jìn)行了研究。該實(shí)驗(yàn)中采用的梁處于工業(yè)區(qū)露天環(huán)境下長(zhǎng)達(dá)10年以上，研究結(jié)果表明：這些粘鋼加固后的梁耐久性能良好。

1999年，英國(guó)學(xué)者 R.N.Swamy 等[13]做了粘鋼加固混凝土梁的實(shí)驗(yàn)，對(duì)粘鋼加固后梁抗剪性能的影響參量進(jìn)行了探討，這些參量包括構(gòu)件的內(nèi)部配箍率，縱筋的數(shù)量，鋼板的材料特性，受壓區(qū)側(cè)板的高度等。

2003年，Byung Hwan Oh, M.ASCE 等對(duì)粘貼鋼板梁進(jìn)行了抗彎疲勞性能實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)多組試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析了結(jié)構(gòu)膠的厚度，粘貼鋼板的厚度，剪跨比這些變量對(duì)其結(jié)果是影響。研究結(jié)果表明：即使將鋼板滿跨布置在梁上，實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因還是鋼板的脫離。

3 結(jié)語(yǔ)

框架結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)有很多種，包括：加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法和噴射混凝土加固技術(shù)等加固技術(shù)，粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，但是對(duì)于粘鋼加固技術(shù)的理論研究比較薄弱，因此，對(duì)粘鋼加固混凝土框架的理論研究具有非常重要的意義。

[1]劉艷軍. 粘鋼加固框架中節(jié)點(diǎn)變形性能試驗(yàn)研究與分析[D]. 武漢:華中科技大學(xué), 2003.

[2]杜青, 蔡美峰, 張獻(xiàn)民, 李曉會(huì). 粘貼鋼板加固鋼筋混凝土矩形受彎構(gòu)件的非線性有限元數(shù)值模擬[J]. 公路交通科技, 2005, 22(5):97-99.

[3]李妮. 粘鋼加固混凝土梁的靜力試驗(yàn)研究[D]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005.

[4]劉瑛. 粘鋼加固梁柱試驗(yàn)及非線性分析方法研究[D]. 青島:中國(guó)海洋大學(xué), 2006.

[5]呂朝坤, 曹凌堅(jiān), 崔春之. 粘鋼和碳纖維在框架梁正截面加固中的綜合應(yīng)用[J]. 工業(yè)建筑, 2007, 21:1211-1213.

[6]羅臻, 唐咸遠(yuǎn), 劉靖. 粘貼鋼板加固混凝土梁的延性分析[J]. 福建建筑, 2009, 3:59-61.

[7]張貴文, 謝穎川. 粘鋼加固鋼筋混凝土梁受力性能研究[J]. 低溫建筑技術(shù), 2010, 6:45-46.

[8]于江, 鄺艷華. 粘鋼加固混凝土框架節(jié)點(diǎn)的有限元分析[J]. 建筑技術(shù), 2010, 41(11):1051-1053.

[9]余剛. 框架梁負(fù)彎矩區(qū)粘鋼加固錨固方法試驗(yàn)研究[D]. 鄭州市:鄭州大學(xué), 2012.

[10]L. A. BSSUMBUL, A. A. GUBATI, G. T. SULAIMANI, M. H. BALUCH. Repaired reinforced concrete beams. ACI Materials Journal, 1990, 7-8.

[11]O. D. JOHN. Reinforced concrete beams with plates glued to their soffits. Joural of Structural Engineering, 1994, 4.

[12]R. N. SWAMY, B. HOBBS, M. ROBERTS. Structural behaviaur of externally bonded steel plated RC beams after long-term exposure.The Structural Engineer, 1995, 8.

[13]R. N. SWAMY. et al.Strengthening for shear of RC beams by external plate bonding. The Structural Engineer, 1999, 77(12).

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