粘贴钢板加固法

• 粘贴钢板加固法
• 1.概述
• 粘贴钢板加固法，是指用胶粘剂将钢板贴在构件外部的一种 加固方法。
• 常用的胶粘剂是以环氧树脂为基料，再加入适量的固化剂、 增韧剂、增塑剂配制而成的所谓“结构胶”。
• 粘贴钢板加固法的优点：
• 1)胶粘剂硬化时间快，施工周期短，粘贴钢板的加固方法施 工时不必停产或少停产，这对业主有特别的吸引力。
• 环氧树脂的固化剂种类很多，常用的有：乙二胺、 二乙醇三胺、三乙醇四胺、多乙醇多胺等。增塑剂 不参与固化反应，常用的有：邻苯二甲酸二丁脂， 邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三丁脂等。增韧剂（即活 性增塑剂）参与固化反应，一般用聚酰胺、丁晴橡 胶、聚硫橡胶等。此外，为了减小环氧树脂的稠度， 还需加入稀释剂，常用的有丙酮、苯、甲苯、二甲 苯等。
• 目前市场上出售的结构胶均为双组份。甲组份为环 氧树脂并添加了增塑剂一类的改性剂和填料，乙组 份由固化剂和其他助剂组成，使用时按一定比例配 制即可。
承重结构加固用的胶粘剂：A级、B级； 重要结构，采用A级；一般结构采用B级。 分为：1.碳纤维复合材浸渍/粘结用胶粘剂，
2.底胶和修补胶， 3.粘贴钢板及外粘型钢用胶粘剂， 4.锚固用胶粘剂。 它们的性能和检验标准等是不同的，见混凝土加 固规范的表4.5.3~4.5.6。
• 2)粘贴钢板的应力滞后现象
• 粘贴钢板在以后的受力过程中存在着应力滞后现象， 因为一般是在不卸载的情况下进行加固的，原梁中 的钢筋中已有一定的应力存在，而所粘贴的钢板仅 在后加荷载作用下才产生应力。因此，当原筋屈服 时，钢板往往尚未屈服，而当钢板屈服时，加固梁 的挠度及裂缝会发展得很快。
• 4.截面承载力的计算及规定
• 2)工艺简单，施工快捷方便，可以不动明火，对防火要求高 的车间特别适用。
• 3)粘结剂的强度高于混凝土本体强度，可以使加固体与原构 件形成一个整体，受力较均匀，不会在混凝土中产生应力集 中现象。
• 4)粘贴钢板所占的空间小，几乎不增加被加固构件的断面尺 寸和重量，不影响房屋的使用净空，不改变构件的外形。fs'p A来自'p(3.47a)
M
1
fc
0bx
h
x 2
f
' y
0
As'
0
h a'
f
' sp
As' p
h
f y0 As0 (h h0 )
sp
(0.8cuh / x) cu
fsp Esp
sp,0
（3.47b)
x 2a'
（3.47c)
• （2）粘贴延伸长度
• 加固规范规定，受拉钢板截断位置距其充分利用截面的距离 不应小于按下式确定的粘结延伸长度：
• 3.粘贴钢板加固梁破坏特征及钢板受力分析 • (1)粘贴钢板加固梁的破坏特征 • 试验表明，粘贴钢板加固梁破坏时，粘贴在梁底的
钢板可以达到屈服强度。在适筋范围内，随着荷载 的增加，加固梁在钢板和梁中原筋屈服后，因混凝 土被压碎而破坏。
• 然而，也有梁底的钢板未达到屈服强度。这是由于 梁的破坏是由于钢板端部与混凝土撕脱所致。
• 2.斜截面受剪承载力加固
• 构件的斜截面受剪承载力不足时，可采用局部粘贴竖 向钢板条方法加固，图3-31a所示为并联U形箍板加 固法，图3-31b所示为斜向粘贴条状箍板并用膨胀螺 栓加强锚固的加固方法。
•
bu Lu
裂缝
bu bu bu ss
膨胀螺栓 带状钢板
a）
b）
图3-25 受剪箍板锚固
● 10.3.2 受弯构件加固后的斜截面应符合下列条件：
当 hw / b 4 时
V 0.25c fc0bh0
（10.3.2-1）
当 hw / b 6 时
V 0.20 c fc0bh0
（10.3.2-2）
当 4 hw / b 6 时，按线性内插法确定。
式中 V ——构件斜截面加固后的剪力设计值；
b ——矩形截面的宽度；T形或 I 形截面的腹
板宽度；
• 当使用的胶粘剂经检验确认其粘结强度满足《混凝 土结构加固技术规范》中的要求，则胶粘剂的粘结 强度可 采用规范表中的数值。
• (1)受弯构件受拉区粘贴钢板加固的计算
• 1）承载力计算
粘贴钢板加固梁的截面承载力可按下式进行计算。
1 fc0bx
sp
fsp Asp
f y0 As0
f
' y
0
As' 0
•
Lsp f tsp sp fbd 170tsp
(3.48)
• fbd －钢板与混凝土之间粘结强度设计值，按表3.7取用。
图 3.30 梁端增设U型箍板锚固
表 3.7 钢板与混凝土之间粘结强度设计值 fbd (MPa)
混凝土强度等级
C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C60
• 1)钢板被撕脱的原因初探 • ①粘结钢板与埋在混凝土中的钢筋相比，受力较为
不利。钢板的拉力仅靠单面的粘结应力来平衡；
• ②钢板的合力与粘结应力不在一条线上，它们形成 一个力偶，有使钢板产生与梁的弯曲方向相反的变 形，起着剥离钢板的作用；
• ③粘结层处于不利的剪拉复合应力状态下工作； • ④钢板端头缺少与混凝土的锚固措施； • ⑤胶粘剂质量和施工工艺影响粘结效果。
• 2.结构胶性能 • (1)结构胶的组成 • 结构胶是以环氧树脂为主剂，其优点如下： • l)环氧树脂具有很高的胶粘性，对诸如金属、混凝
土、陶瓷、玻璃等大多数材料都有很好的粘结力。 • 2)环氧树脂有良好的工艺性，可配制成很稠的膏状
或很稀的灌浆材料，固化时间可根据需要进行适当 调整，贮存性能稳定。 • 3)固化的环氧胶有良好的物理、机械性能，耐腐蚀 介质性能好，固化收缩率小。 • 4)环氧树脂材料来源广，价格较便宜，基本无毒。 • 环氧树脂只有在加入固化剂后才会固化。单独的环 氧树脂固化物呈脆性，因此必须在固化前加入增塑 剂、增韧剂，以改变其脆性，提高其塑性和韧性， 增强抗冲击强度和耐寒性。
粘结强度设计值 fbd 0.61 0.80 0.94 1.05 1.14 1.21 1.26 1.31 1.35
• 锚固长度除满足上述公式外，尚应符合后面所述的构 造要求。
• 若钢板粘结长度无法满足式（3-48）要求，可在钢板 的端部锚固区粘结U形箍板(图3-30所示)，也可在钢 板端锚固区增没膨胀螺栓的办法加强锚固。
hw ——截面的腹板高度：对矩形截面，取有 效高度；对T形截面，取有效高度减去翼缘高度；对