纤维材料加固设计中,对材料的技术要求
碳纤、玻纤、芳纶纤维是以纤维为增强材料、以合成树脂为基料复合而成的一种工程材料。对于钢筋混凝土或钢丝网混凝土梁、板、柱、壳、桁架等结构构件实施粘贴加固后,构件承载能力较加固前有大幅度提高。
今天华固建筑同大家讲讲纤维材料加固设计中,对材料的技术要求。
纤维和纤维复合材技术要求
1. 纤维复合材的纤维必须为连续纤维,其品种和质量应符合下列规定:
(1)承重结构加固用的碳纤维,应选用聚丙烯腈基不大于15K的小丝束纤维。
(2)承重结构加固工程,严禁采用预浸法生产的纤维织物。
(3)其他参见《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.3条。
2.不同品种纤维复合材的抗拉强度标准值应按表4.3.3的规定采用。
3. 不同品种纤维复合材的抗拉强度设计值,应分别按表4.3. 4-1、表4.3.4-2及表4.3.4-3采用。
4. 纤维复合材的弹性模量及拉应变设计值应按表4.3.5采用。
华固交你如何一秒识破劣质植筋胶惯用的伎俩?你需要明白这两点
一是故意混淆单根植筋与多根植筋(成组植筋)在受力性能上的本质差别,以单根植筋试验分析结果确定的计算参数引用于多根群植的植筋设计计算,任意在梁、柱等承重构件的接长工程中推荐使用10d~12d的植筋锚固长度,甚至还纳人其所编制的“技术手册”到处散发,致使很多经验不足的设计人员和外行的业主受到误导。这对承重结构而言,是极其危险的。
众所周知,植筋深度是影响植筋效果较重要的因素。钢筋抗拔力主要由钢筋与粘结胶之间的粘结力和混凝土与粘结胶之间的粘结力提供,因此,植筋深度直接决定了植筋的抗拔力和破坏形式。为使结构安全,需保证其破坏形式为锥体一粘结复合破坏,即钢筋与基材产生滑移,从而发生混合界面拔出破坏,植筋屈服。可以充分发挥钢筋的抗拉强度,不出现脆性破坏。
而在多根群植的植筋中,经试验结果表明,若锚固深度仅有10d,在构件破坏时,群植的钢筋不可能屈服,完全是由于混凝土劈裂而引起的脆生破坏。由此可知这类误导所造成危害的严重性。
二是鼓励业主采用单筋拉拔试验作为选胶的依据,并按单筋断的埋深作为多根群植的植筋锚固长度进行接长设计。这种做不仅贻害工程,而且所选中的都是劣质植筋胶。因为在现场拉发的大比拼中,最容易入选的植筋胶,多是以乙二胺为主成分的T31固化剂配制的。其特点是早期强度高,但性脆、有毒,且不耐老化,缺乏结构胶所要求的韧性和耐久性,在使用过程中容易脱胶。
现在多数使用的环氧树脂类植筋胶,环氧树脂是其的主要成分,具有很强的粘结效果,能够把植入的钢筋跟混凝土很好的粘结到—起。而且,环氧类植筋胶拥有至少50年的使用年限,在很多实践中获得了较强的耐老化性能,在建筑物的使用年限内,植筋胶的质量是不存在任何问题的。
所以,你需要明白两点:承重结构植筋的锚固深度应经设计计算确定;不得按短期拉拔试验值或厂商技术手册的推荐值采用。
为什么总是搞不定植筋与锚栓?根本原因在这里!
在建筑工程中存在植筋与锚栓锚固两种技术,那么,锚栓与植筋之间的区别是什么?二者之间可以相互替代么?华固建筑科技与您一起探讨!
植筋与锚栓两者不能替代,化学锚栓和化学植筋是后锚固中应用最广的技术,在规范《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013中对于锚栓和植筋有了新的定义,如下:
1.植筋技术:钢筋混凝土结构以结构胶种植带肋钢筋和全螺纹螺杆的后锚固设计。
适用范围:不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件的后锚固设计。素混凝土构件及低配筋率构件的植筋应按锚栓进行设计。
由于植筋技术主要用于连接原结构构件与新增构件,因此,只有当原构件混凝土具有正常的配筋率和足够的箍筋时,这种连接才是有效而可靠的。所以,植筋技术仅适用于钢筋混凝土结构,而不适用素混凝土结构和过低配筋率的情况。
2.锚栓:是用特制的化学胶粘剂(锚固胶),将螺栓及内螺纹管等胶结固定于混凝土基材钻孔中,通过粘结剂与螺杆及粘结剂与混凝土孔壁间的粘结与锁缝作用,实现对被连接件锚固的一种组件。
适用范围:适用于普通混凝土承重结构;不适用于轻质混凝土结构及严重风化的结构。
轻质混凝土结构的锚栓锚固,应采用适应其材性的专用锚栓。目前市场上有不同品牌和功能的国内外产品可供选择。严重风化的混凝土结构不能作为锚栓锚固的基材,其道理是显而易见的。
规范视角中植筋和锚栓的主要区别
1.受力原理不同:植筋必须是全螺杆或者带肋钢筋,利用胶粘剂的粘结力实现受力;锚栓允许有光面螺杆,利用机械锁键力进行受力。
2.力值选择依据不同:植筋是发挥钢材的全部性能;锚栓力值是根据《混凝土结构可靠度设计统一标准》GB50068同时参考欧洲ETAG锚栓标准利用概率论认证出来的。
3.锚固深度不同: 锚栓的锚固深度要小于10d,而植筋的锚固深度利用计算公式算出后一般都大于15d。
4.破坏形式不同: 通常情况下植筋的破坏形式只有钢筋破坏一种,而锚栓允许的破坏形式有:锚栓钢材破坏和混凝土锥体破坏。
5.间距和边距不同:新《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013中植筋没有要求,只是在构造上做出规定,而锚栓不但有最小间距和最小边距的要求,而且还要考虑群锚的作用。
特别注意:在考虑抗震设防时后锚固连接(锚栓或植筋)均应控制为钢材的延性破坏。
植筋注意事项
原构件混凝土强度:原构件的混凝土强度等级直接影响植筋与混凝土的粘结性能,特别是悬挑结构、构件更为敏感。
为此,必须规定植筋对原构件混凝土强度等级的最低要求:a)当新增构件为悬挑结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C25;b)当新增构件为其他结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C20。
锚固构件先加固后植筋:承重构件植筋部位的混凝土应坚实、无局部缺陷,且配有适量钢筋和箍筋,才能使植筋正常受力。因此,不允许有局部存在于锚固部位;即使处于锚固部位以外,也应先加固后植筋,以保证安全和质量。
植筋胶:为确保植筋技术在承重结构中应用的安全,植筋用的胶粘剂应采用改性环氧类结构胶粘剂或改性乙烯基酯类结构胶粘剂。当植筋的直径大于22mrn时,应采用A级胶。
构件破坏:承重构件的植筋锚固应在计算和构造上防止混凝土破坏及拔出破坏。
锚栓注意事项
原构件混凝土强度:为了保证承载的安全,对基材混凝土的最低强度等级作出的规定按重要构件和一般构件划分:对重要构件不应低于C25级;对一般构件不应低于C20级。
锚栓使用:普通膨胀锚栓在承重结构中应用不断出现危及安全的问题已是多年来有目共睹的事实。因此,在抗震设防区的结构中,以及直接承受动力荷载的构件中,不得使用膨胀锚栓作为承重结构的连接件。
锚栓用于非结构构件连接时的适用范围
植筋与锚栓使用年限与定期检查为使后锚固设计更经济合理,故规定后锚固连接设计所采用的设计使用年限,应与新增的被连接结构的设计基准期一致,并不宜小于30 年。
对化学锚栓和植筋,不可避免地存在着胶粘剂的老化问题,只是程度不同而已。为了防范这类隐患,宜加强检查或监测,但检查时间的间隔可由设计单位作出规定,第一次检查时间宜定为投入使用后的6 年一8 年,且至迟不应晚于10 年。