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混凝土梁破坏形态不同,加固措施如何做?我们通过对外粘FRP加固混凝土梁受弯性能试验结果的观察发现,加固梁出现多种破坏模式,但是,无论发生何种破坏模式,加固梁具有两个重要特征:正截面受弯承载力提高和延性降低。
FRP加固混凝土梁的破坏模式主要与原构件配筋率、FRP加固量、粘贴底胶质量以及锚固措施有关,在试验中我们观察到的主要破坏模式有下列几类:
建筑加固工程
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混凝土梁破坏形态不同,加固措施如何做?我们通过对外粘FRP加固混凝土梁受弯性能试验结果的观察发现,加固梁出现多种破坏模式,但是,无论发生何种破坏模式,加固梁具有两个重要特征:正截面受弯承载力提高和延性降低。
FRP加固混凝土梁的破坏模式主要与原构件配筋率、FRP加固量、粘贴底胶质量以及锚固措施有关,在试验中我们观察到的主要破坏模式有下列几类:
1、受压区混凝土压碎破坏Ⅰ
这类破坏的特点是受拉钢筋先屈服,此后拉应力主要由FRP承受,当 FRP拉应变较高或接近极限拉应变时,受压区混凝土随后压碎。这类破坏发生时,混凝土、钢筋和FRP均得到充分发挥。
尽管加固梁与未加固梁相比,截面破坏时延性会降低,但梁的弯曲裂缝仍可以给予人们破坏征兆,此类破坏模式为加固设计的期望破坏模式。
2、受压区混凝土压碎破坏Ⅱ
这类破坏的特点是受压区混凝土压坏时受拉钢筋没有屈服,破坏时显脆性。破坏主要与未加固前梁的配筋率、FRP加固量有关。当受压区混凝土破坏时,受拉钢筋没有屈服,FRP拉应变较小,其高强性能远远未得到发挥,加固效率和经济效益较低。
3、FRP拉断破坏
如果FRP端部锚固可靠,当未加固前梁的配筋率较低,FRP材料的加固量不足时,发生FRP拉断破坏。破坏的主要特点是受拉钢筋屈服后FRP突然拉断。
在FRP拉断破坏前,裂缝条数较少,裂缝间距较大,跨中弯曲主裂缝开展较宽,钢筋已达到屈服,荷载继续增加,FRP拉应变增加较快,当FRP拉应变超过自身的极限拉应变时,在跨中附近FRP拉断破坏。由于FRP是弹性材料,FRP拉断破坏较为突然,属于脆性破坏类型。
4、端部剥离破坏
这类破坏主要由于FRP端部区域界面的剪应力和正应力存在明显的应力集中,当界面应力超过相对薄弱层的强度时,发生端部剥离破坏,一般情况下,由于胶层强度高于混凝土强度,剥离往往发生在混凝土表层,破坏后FRP 表面会黏附一层混凝土颗粒。发生这类破坏时,加固梁的承载力提高程度较小。
5、中部裂缝引起的剥离
这类破坏发生在远离FRP端部的弯曲裂缝或弯剪混合裂缝处,并向一侧端部发展。一般情况下,由于胶层强度高于混凝土强度,剥离往往发生在混凝土表层,破坏后FRP表面会黏附一层混凝土颗粒。
这种破坏主要由于弯曲主裂缝处的混凝土拉应力释放,导致FRP与混凝土之间的界面应力集中,而当界面应力达到一个临界值时,裂缝处发生剥离,随看裂缝宽度的增加,剥离向一侧近端部扩展。
6、胶层破坏
当结构胶黏剂质量较差时,端部剥离和中部弯曲剥离将发生在胶层界面,破坏时加固梁的承载力和延性非常低,这是FRP加固中不允许出现的破坏。目前规范中设计公式主要针对破坏模式,即受拉钢筋屈服后,FRP应变基本达到设计值,然后混凝土压碎,尽管这类破坏的延性与未加固梁相比降低很多,但是,在发生破坏前弯曲裂缝较宽,可以给出破坏的征兆。
对于第二类破坏模式,受压区混凝土压碎前受拉钢筋未屈服,使得FRP的高强特性远远没有发挥,加固效率较低,所以设计时应尽可能合理配置 FRP,避免这类破坏的发生。
对于第四、第五和第六类破坏形态,通过构造措施和对结构胶物理力学质量的检测加以防止。
工业厂房结构裂缝应如何加固随着社会的发展,经济步伐加快,工业建筑发挥着日益重要的作用。工业厂房规模也是日益庞大,结构形式日趋复杂,在整个工程中占主要地位。其裂缝的出现较为普遍但影响美观,严重的还涉及结构安全,所以裂缝问题自然成为工业厂房建设预防的重点。本文即对工业厂房混凝土结构裂缝产生的原因进行了分析和研究,并介绍了钢筋混凝土结构裂缝加固处理中的常用方法和注意要点。
(一)结构裂缝的种类和形成原因
按照裂缝产生原因的不同可以划分为以下三类:
1、由外荷载作用形成的裂缝
即按常规计算的主要应力引起的裂缝。厂房混凝土结构在受到外荷载(动荷载、静荷载及许多结构实际工作状态超出设计所产生的应力)的作用下,超过了自身的抗拉强度而产生的裂缝称为荷载裂缝。尤其是带吊车梁的工业厂房更容易出现此裂缝。
2、由结构变形引起的裂缝
由于温度、混凝土收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。混凝土结构具有热胀冷缩的性能。结构在受到温度作用时发生变形,当变形受到约束时所产生的约束应力超过混凝土抗拉强度时,便会出现温度裂缝。混凝土在硬化过程中,由于水泥水化热致使内部温度升高,水分散失过快产生收缩而出现裂缝,这种干缩裂纹同样也属于温度裂缝。
3、由外荷载的作用,结构次应力引起的裂缝
次应力指常规不计算的外荷载应力。如屋架支撑端按铰接节点计算,但实际混凝土屋架节点有弯距和切力;由于地基土质差别大;混凝土结构的持力层坐落在软弱土层;建筑物平面结构复杂,在横、纵单元交叉处基础密集;建筑物整体刚度差,刚度不对称都会引起不均匀沉降,导致混凝土结构产生裂缝。
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危桥加固方法——塞缝灌浆 塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在危桥病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
塞缝灌浆一般用于处理危桥上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆等,具体采用哪一种。应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。部分石拱桥的桥台、拱圈开裂,而又受地形、排水或工期的限制而不能搭架,除对裂缝进行压浆处理外,还可采用与隧道的初期养护类似的办法,在桥台的前墙、拱圈上设置锚杆、挂钢筋网,然后再喷射混凝土。
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