[發(fā)明專利]一種FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁附加錨固方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910186047.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101691817A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高劍平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E04G23/02
• 分類號(hào): E04G23/02
• 代理公司: 南昌平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁附加錨固方法，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)加固鋼筋混凝土(R.C.)結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)高效、耐腐蝕和耐久性好、不增加構(gòu)件的自重和體積、適用面廣、施工便捷等明顯的優(yōu)點(diǎn)，因而在結(jié)構(gòu)加固改造領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

FRP應(yīng)用于R.C.結(jié)構(gòu)加固中，一個(gè)主要方面是梁抗彎加固。但大量的試驗(yàn)研究表明，用該方法加固的梁在達(dá)到極限承載力之前，常常發(fā)生早期剝離破壞。試驗(yàn)中經(jīng)常可以觀察到，發(fā)生剝離破壞時(shí)，纖維布的應(yīng)力并未達(dá)到其抗拉強(qiáng)度，甚至還處在較低的應(yīng)力水平，而且這種破壞很突然，屬于脆性破壞。剝離破壞導(dǎo)致加固效果大幅度降低，F(xiàn)RP材料的強(qiáng)度得不到充分利用，這在很大程度上限制了FRP材料在土木工程加固修復(fù)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，如何抑制剝離破壞的發(fā)生成為FRP加固混凝土技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。而恰當(dāng)?shù)母郊渝^固措施是避免FRP布加固梁過(guò)早發(fā)生剝離破壞，提高鋼筋混凝土梁極限承載力的有效手段，錨固效果的好壞直接關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的加固效果。

為了抑制或避免早期剝離破壞的發(fā)生，工程實(shí)踐中采用了各種不同的附加錨固措施，常見(jiàn)的有附加U型FRP箍、附加鋼板U型箍、FRP端部附加錨栓等。但這些附加錨固措施都存在一定的不足。U型FRP箍會(huì)隨著FRP材料的剝離產(chǎn)生一定的滑移，且容易在在轉(zhuǎn)角處被剪斷，極大地影響了錨固效果；采用鋼板U型箍，鋼板本身也存在剝離破壞問(wèn)題且鋼板U型箍施工較為復(fù)雜；對(duì)于附加錨栓錨固，只有當(dāng)剝離發(fā)展到一定程度時(shí)，錨栓才能夠?qū)冸x起到一定抑制作用，且錨栓在開(kāi)孔位置截?cái)嗔薋RP絲會(huì)引起應(yīng)力集中，從而引起錨栓處FRP材料的破壞。因此，研發(fā)新型的附加錨固方法是解決上述問(wèn)題的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對(duì)FRP布加固梁過(guò)早發(fā)生剝離破壞的現(xiàn)象，提出一種FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁附加錨固的方法，防止FRP布材早期剝離破壞的發(fā)生，充分利用FRP材料高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，通過(guò)在鋼筋混凝土梁底面開(kāi)槽，并將FRP布材嵌貼于槽內(nèi)，形成內(nèi)鎖錨固體系。所述方法步驟如下：

(1)在鋼筋混凝土梁底面根據(jù)所需尺寸開(kāi)槽，清理槽灰。

(2)對(duì)鋼筋混凝土梁底面進(jìn)行預(yù)處理，打磨平整，轉(zhuǎn)角處打磨為光滑的倒角。

(3)根據(jù)需要剪裁FRP布材，并在鋼筋混凝土底面、槽內(nèi)涂刷底膠，不平整處用找平膠處理。

(4)在梁底面端部分別粘貼兩層單向FRP布材，然后涂刷面膠，并將FRP布材嵌貼于鋼筋混凝土梁底面，然后在槽內(nèi)注滿面膠形成內(nèi)鎖錨固體系。

槽深不宜小于15mm，否則無(wú)法嵌入纖維布，且無(wú)法保證纖維布的的粘貼質(zhì)量，最大槽深可取混凝土保護(hù)層厚度，一般為15mm-25mm。槽寬范圍以60mm至100mm為宜，寬度太窄則不方便嵌入纖維布，嵌入質(zhì)量不易保證，而太寬則對(duì)梁底混凝土保護(hù)層造成較大損傷，使開(kāi)裂荷載過(guò)低，裂縫開(kāi)展過(guò)快，造成纖維布與混凝土保護(hù)層剝離。槽與槽之間的間距不應(yīng)小于250mm，也不宜超過(guò)400mm，間距太小對(duì)混凝土保護(hù)層損傷過(guò)大，間距太大則造成所開(kāi)槽數(shù)量不足，影響內(nèi)鎖錨固的效果。

適用于本發(fā)明方法抗彎加固所采用的FRP材料主要有：如碳纖維(CFRP)、玻璃纖維(GFRP)、芳綸纖維(AFRP)、玄武巖纖維(BFRP)等。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，采用本方法能加大FRP布與混凝土的粘貼表面積，抑制剝離，提高FRP材料的利用率，同時(shí)可以減少梁底面的表面處理工作量，對(duì)原混凝土損傷很小，而且成本低廉，施工便捷。采用本方法后能有效提高鋼筋混凝土梁的極限承載力。

本發(fā)明適用于FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁的附加錨固。

附圖說(shuō)明

圖1為FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁內(nèi)鎖錨固體系示意圖

圖2為FRP布材抗彎加固鋼筋混凝土梁內(nèi)鎖錨固體系M-M橫截面示意圖

圖中圖號(hào)表示：(1)鋼筋混凝土梁；(2)開(kāi)槽；(3)FRP布材；A：FRP布(纖維方向0°)；B：FRP布(纖維方向90°)

具體實(shí)施方式

首先在鋼筋混凝土梁底面根據(jù)尺寸開(kāi)槽，槽的方向是垂直于梁底面長(zhǎng)方向軸線并間隔一定距離，開(kāi)槽的寬度為80mm，深度為25mm，槽與槽之間的間距為400mm。開(kāi)槽完成后清理槽灰，并用砂輪將梁底面打磨平整，將槽口轉(zhuǎn)角打磨為平滑的倒角。在梁底面涂刷底膠，待底膠固化完成后用找平膠將表面混凝土缺陷處找平。然后涂刷面膠，首先在梁底面端部分別粘貼兩層不同纖維方向的單向纖維布材，然后再粘貼抗彎加固所需的單向纖維布材，并將纖維布材嵌貼于槽內(nèi)，最后將槽內(nèi)注滿膠形成內(nèi)鎖錨固體系。實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)施例采用本發(fā)明的附加錨固方法，能有效提高鋼筋混凝土梁的極限承載能力。