CN1743626A - 一种加固钢梁的方法 - Google Patents

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卢亦焱
吴涛
张号军
刘素丽
黄银燊
刘兰
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Abstract

本发明提供了一种加固钢梁的方法，该方法主要采用固定端锚具、张拉端锚具、碳纤维增强塑料，按如下步骤对钢梁进行加固：首先将钢梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纤维粘结剂，同时将碳纤维增强塑料通过固定端锚具固定在钢梁的一端，再通过张拉工具在钢梁的另一端均匀张拉碳纤维增强塑料，最后用张拉端锚具固定张拉端的碳纤维增强塑料，并用已经涂好的纤维粘结剂将碳纤维增强塑料粘贴在钢梁的受拉面。这种方法对碳纤维增强塑料施加了预应力，既可有效利用CFRP、又可明显提高钢梁承载力和刚度。

Description

一种加固钢梁的方法
技术领域
本发明涉及一种加固钢梁的方法，尤其是利用预应力碳纤维增强塑料对钢梁进行加固的方法。
背景技术
在役的工程结构中存在着大量的钢结构，由于生产、制造、施工、使用及环境等因素的影响，在这些钢结构中不可避免地存在各种各样的缺陷和损伤，尤其是在长期服役的钢结构中更为突出。为了延长损伤钢结构的使用寿命并确保结构安全工作，就必须对损伤结构构件进行更换或加固，更换这些构件将浪费大量的人力、财力和物力，而且会影响结构的正常使用，而对钢结构进行加固修复则是一个经济高效的办法。
较常用的一些加固方法存在比较多的缺陷，如增加结构的尺寸、造成结构重量的增加或施工难度大、加固工期长、加固效果受限制或对生产影响较大等。因此，不断探索更有效、更合理、更经济的加固方法和加固材料成为当今土木工程领域一个研究的热点。碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic，简称CFRP)用于结构加固是近年来新兴的一种加固方法。由于CFRP具有很高的强度重量比、极好的耐腐蚀性能及耐久性、施工便捷等优点，使得这种加固方法迅速得到了广泛的应用。但是，随着CFRP在加固领域发挥重要作用的同时，工程师和研究人员发现现有的CFRP加固钢结构的技术存在着不足：首先，利用CFRP加固钢结构受弯构件时，CFRP高强度的特点仅在钢梁屈服后才得以充分发挥，而在钢梁屈服前，CFRP所起的作用有限。因此，它对提高被加固构件的屈服荷载的作用不是十分明显，对受弯构件在正常使用阶段的性能的改善也有限；其次，结构加固往往不仅要求提高承载力，还需要提高刚度，而CFRP的材性决定了普通的工艺无法进行经济效益较好的刚度加固。
上述缺陷在相当程度上限制了碳纤维增强塑料在加固领域中的进一步应用。
发明内容
为了解决目前现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新的用碳纤维增强塑料对钢梁进行加固的方法，该方法既可有效利用CFRP、又可明显提高钢梁承载力和刚度。
本发明提供的技术方案是：一种加固钢梁的方法，主要采用固定端锚具、张拉端锚具、碳纤维增强塑料，按如下步骤对钢梁进行加固：首先将钢梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纤维粘结剂，同时将碳纤维增强塑料通过固定端锚具固定在钢梁的一端，再通过张拉工具在钢梁的另一端均匀张拉碳纤维增强塑料，最后用张拉端锚具固定张拉端的碳纤维增强塑料，并用已经涂好的纤维粘结剂将碳纤维增强塑料粘贴在钢梁的受拉面。上述固定端锚具以及张拉端锚具均采用焊接固定在钢梁的两端。
上述被张拉的碳纤维增强塑料通过锚具固定以及纤维粘结剂粘贴与钢梁形成一体，共同工作。纤维粘结剂主要选自于漫渍树脂。
其中固定端锚具以及张拉端锚具均采用焊接方式固定在钢梁的两端。
由上述技术方案可知，本发明对CFRP施加了预应力，钢梁在承受荷载之前CFRP就已经发挥了相当的强度，因此既能有效地利用CFRP的高强度，又能使钢梁的承载力和刚度有明显提高，而且，对CFRP的利用程度也要远远超过普通CFRP。
附图说明
图1为本发明的平面示意图；
图2为图1的I-I剖面图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明主要采用了固定端锚具1、张拉端锚具2和碳纤维增强塑料4对钢梁3进行加固，加固施工步骤为：首先将钢梁3受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纤维粘结剂5，同时将碳纤维增强塑料4通过固定端锚具1固定在钢梁3的一端，再通过张拉工具在钢梁3的另一端均匀张拉碳纤维增强塑料4，最后用张拉端锚具2固定张拉端的碳纤维增强塑料4，并用已经涂好的纤维粘结剂5将碳纤维增强塑料4粘贴在钢梁3的受拉面；这样被张拉的碳纤维增强塑料4便通过锚具固定以及纤维粘结剂粘贴与钢梁3形成一体，共同工作，达到加固钢梁3的目的。固定端锚具1以及张拉端锚具2均可采用焊接方式固定在钢梁3的两端；纤维粘结剂5可主要选自于漫渍树脂(SaturatingResin)。

Claims (4)

1.一种加固钢梁的方法，其特征是主要采用固定端锚具、张拉端锚具、碳纤维增强塑料，按如下步骤对钢梁进行加固：首先将钢梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纤维粘结剂，同时将碳纤维增强塑料通过固定端锚具固定在钢梁的一端，再通过张拉工具在钢梁的另一端均匀张拉碳纤维增强塑料，最后用张拉端锚具固定张拉端的碳纤维增强塑料，并用已经涂好的纤维粘结剂将碳纤维增强塑料粘贴在钢梁的受拉面。
2.根据权利要求1所述的加固钢梁的方法，其特征是：被张拉的碳纤维增强塑料通过锚具固定以及纤维粘结剂粘贴与钢梁形成一体，共同工作。
3.根据权利要求1或2所述的加固钢梁的方法，其特征是：固定端锚具以及张拉端锚具均采用焊接方式固定在钢梁的两端。
4.根据权利要求1所述的加固钢梁的方法，其特征是：所用的纤维粘结剂主要选自于漫渍树脂(Saturating Resin)。
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