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8 — 复材片材加固【钢结构
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8.1 一般】规定:
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8.1.1 ! 加固后结构进【行承载能力》极限状态的计算【可以保证加固后结构!的安全性进行正【常,使用极限状态的验算!可以保?。证加固后结构的【正,常,使用
! 按照现—行国家标《。准钢结构设计标【准GB 50—017?-2017承受动】力荷:载的构件或》连接件还应进行疲劳!验算如果构件或【。连接件加固前符合】。疲劳:承载力的规定则只要!加固后构件应—力集:中处的?应力幅(工》业与民用房屋和铁路!桥梁)或最大应力(!。公路桥涵)》没有增加并且—最大粘结《应力小于《粘结疲劳强度则【不需要进行》验算对只《承,受压力的构件和【临时性?。结构物的构件也不需!要进行?疲劳验算《
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8.1.】2 采用复—材片材加固钢结【构,时被加固结构—。的原承载力设计值】不应低于其荷载效】。应准永久组合—值加固?失效时被《加固构件仍》应具有足够的剩【余承载力以避—。免被加固构件—严重破?坏而被加固》。构件:的剩余承载力不应低!于,恒载和可变荷载【频,遇值组合下的作【用效应设计值参照国!家现行标准混凝【土结构加固设计【。规范GB 5036!7的强制《性条文
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《 设计中还】应分:析加固后对结构中】的其他构《件、节点《或构件的其他性【能可能产生》的不利?。影,响原因为工程结构作!为一个整体不—同构件的承载力以及!构件不同受力—。形式:的承载力之间均存在!级差要求这些要求在!。现行国家标准中均】有相关规定加固后应!注意保持原》有结构构件和构件的!。承载力间的级差避】免,影,。响整个结构的合理的!受力性能
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轴心!受拉构件的可参照以!下规定?进行:
【 (1)对【轴心受拉构件进行】加固时考虑外粘贴】。部分与?原结构共同工—作最大应变》为,钢材的屈服应—变,同,时还应限制加固量较!。大时对结构承载【力的提高量通过表】面粘贴纤维布加固的!轴心受拉钢》构件当破《坏形:态为纤维布》拉断时?承载:力按下式计算
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》N≤m?in{(f》An+ε《fdEf《Af)?1.:。5f:An} 【 (3)
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《 , 式中An钢构】件净截面面积(【mm:2);
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? Af】轴向布置的复材【最,小,净截面?面,积(mm2);【
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》 , Ef【复材的弹《性模量(《。MPa?);
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【 ,。 f钢材的屈【服强度(《N,/mm2);
】
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《 ? εfd纤维布】的有效拉应变—设计值
【。。
(2】)表面粘贴纤维布】应沿构件周边均匀、!对称布置不应使加】固后:构件的形《心,改变:对轴心受拉》构件进行加固后应】使加固后《。。的构件不《会出现偏心
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(3)】表,面粘贴纤维布应采用!。横向粘?贴加强或机械—锚固加强避免复材与!钢构件之间发—生剥离应通过表面】构造措施避免表面粘!贴加固失效
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8.1.3 !对于已受腐蚀的【钢结构或者构件可】采用复材进行—加固提高其耐腐【蚀,性处于腐蚀环—境下的钢结》构也可采用复—材,加固提高《其耐腐蚀《性
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】当,钢结构已遭》受腐蚀或者需—要进行抗腐蚀处理】时可:以根据工程的具【体情况选择具—。。有良好耐腐》蚀特性的复材进行】抗腐蚀防护当选择复!材进行抗腐蚀—防护:时参照英国标准BS! E:N 14879-2!-20?06 O《rg:anic《 Coati—n,g Syst—ems and L!ini?ngs for 】P,ro:tec?tion o—f Ind》。ustri》al Ap》para《tus and P!。lants —Ag:ai:nst Cor【rosion C】a,used by A!g,。gre?ssive —Media-Pa】rt 2C》o,atings on! Metalli】c Co《mpon《ent?s中的相关规定并结!合我国的实际应用】情况建议的复材抗腐!蚀防护部分由5层】构成(图《1)
】 (1)【底胶层钢结构表面】处理:完毕后应立刻在其表!面,涂敷一层厚度极【薄的底胶底》胶是胶?粘剂与钢结构之间】的过渡层它与—胶,粘剂和钢结构之间的!粘结强度优于—胶粘剂与钢结构之】。间的粘结强度底【胶一方面可以提高】钢结:构与复材《抗腐蚀防护》层之间?的粘结力另一方【面在钢结构》表面处理之后—与加:。。。固之前提供临时的抗!腐蚀:保护层在一些特【殊情况?下(如钢结构表【面处理后立刻进行加!固,施工时?)可省略该层
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】(2)隔离层—当,选用碳纤维》复材片材进行—抗腐蚀防护》时宜设置一层绝【缘的玻璃纤维复材】片材隔离层且在【整个防护层边—缘区域?涂胶:。形成“凸形溢—胶”以防《止碳纤维复材片材与!钢结构之《间发生电偶腐蚀当选!用非:导电类复材》片材(如玻璃纤【。维复材片材)—进行抗腐《蚀防护?时可省略该层—
】 (3)复材【片材:层该层是复材抗【腐蚀防护的核心【部分即主要抵抗【外界环境侵蚀的防护!层应根据钢结—构的抗?腐蚀设计要求(如】腐蚀侵?害程度、所处腐蚀】。环境、防护的预期寿!命等要求)选择合适!的纤维?和树:脂再依据《相关的耐久性资【料经专门研究确【定,复,材片材层的厚度
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】(4)面《层,。覆盖:住复材?片材层的粗糙表面】使防护层表面平坦一!般由短切纤维—毡和:。与复材片材层一【致的树脂构成可根据!实际需要确定—。是否保留该层
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》 ?(5)?密封:层或防腐层采—用密封剂或防—腐涂层对复》材抗腐蚀防护区域】进行表?面防护是提》高防护?层耐久性的最简单】有效:的方法
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—此外施工《工艺和施工质—量会严重影响到复】材的抗?腐蚀:防护效果当选—择复材进行抗—腐蚀防护时需要【按照:专门的工艺》进行施工并严格控】制施工质量
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8—。.1:.4 “除锈应达!到Sa2.5级【或S:t2.0级》”,参照现?行国家标准涂覆涂】料前钢材表面处理】 表面?清洁:度的目视评定 第】1部:分未涂覆过的钢【材表面和全面—清除原有涂层后的钢!材表面的锈蚀等级和!处理等级GB/【T 8923.1的!规定
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8.》。1,.5: 当轴心受压【钢构:件承载力不足时可采!用复材与填》。充材料组合的加【固本条规定方法【是一种典型的加固构!造形式基于试验研究!和理论分析建立了】。本加固技术》的设计计算公—式加固后构》件的截面刚度—增加稳定承》载力:提高但抗压承—载力提高的上限【为全截面屈》服,
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《 加固后构件的轴!。心受:压稳定系数》。按照现行国家标【。准钢结构设》计,标准GB 500】17中轴心》受压钢构件》的截面?分类:计算设计计算公【式形式与轴心受【压,钢构件的设》计公:式一致其中刚度增强!系数反应《加固量和加固—。构造的?影响通常《情,况下沿?构件全?长加固但实际情况】限制:不能全长加固—。时刚度?增强系数应按照本】标准附录J计算
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《 填充材料】的,可为砂浆、PV【C,、泡沫混凝土、木材!等γ:fill的取值范】围为0.2~1【。。.0:当为竹?丝时为0《.2为砂浆时为1.!0
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在实际!应用中可能采用开】口的复材《。型材:。组成管进行加固这时!应,通过外包复材实现封!闭截面?并应将拼合位—置设置在垂直于【截面转动轴的方向加!固后:复材应具有》一,定的抗压纵》向承:载能:力根据弯曲的变形计!。算得到抗压强度的】限,。值,
】 加?固后的?构件承载《能力提高连接节点】。相对薄弱应进行相应!验算并考虑对整体结!构的影响
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