包钢加固是采用横向缀板或套箍为连接件,将型钢或钢板包在原结构表面、四角或两侧,以减轻或取代原结构受力的一种间接加固法。这个整体类似于外套竖向空间构架组合结构或相当于型钢劲性混凝土柱,其型钢结构自身具有较高的承载力。
型钢对混凝土柱的外包,类似方钢管混凝土结构,一方面钢管对核心混凝土的约束作用使混凝土处于三向压应力状态,从而提高了混凝土材料的强度和延性。另一方面核心混凝土阻止钢管壁向内屈曲,增强了柱体系的稳定性和承载力。
对轴压方钢管柱的性能研究,国内外很多学者也都做了大量的工作。但包钢加固柱又有别于方钢管混凝土柱。包钢加固柱是利用粘贴薄钢板与角钢组合的空间构架对构件进行加固,是在柱子一次受力后、具有一定应力水平时加上去的,只有当柱子二次受力时,包钢结构才对原混凝土柱产生被动约束力。
包钢结构在梁板楼盖节点处往往在构造上不能连续,梁柱节点处将成为加固的薄弱部位。但包钢加固与方钢管混凝土结构也有其共性,它们自身就是一个承重构架,具有较大的承载力。此外都是通过钢结构对混凝土柱产生横向约束力,使柱中混凝土成为三向压应力状态,从而提高混凝土柱中混凝土的抗压强度,进而提高了柱子的承载能力和延性。
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无粘接外包型钢加固法
又称干式外包钢,即采用外包型钢加固法时,型钢与混凝土间缝隙不采用结构胶,或仅仅使用乳胶水泥、环氧树脂化学灌浆等来填补缝隙时,便是无粘接外包型钢加固法。
无粘接外包钢加固法中,型钢与混凝土之间没有建立有效的连接,因此在承受外力时,会按照原构件与型钢的刚度进行分配。这种加固方式中,原构件与型钢二者构成组合构件,没有形成整体共同受力,加固效果比较局限。
湿式外包钢加固使型钢架与钢结构结合在一起,整体工作共同受力。干式外包钢加固时,型钢与原构件之间无任何粘结,有时虽填有水泥砂浆,但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递,外包型钢架与原构件不能整体工作,彼此只能单独受力。干式外包钢施工更为简便,但承载力提高不如湿式外包钢法有效。