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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外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)的加固方法,能不增大构件截面尺寸,大幅度地提高混凝土柱的承载力。具体方法分湿式作业法与干式作业法,湿式作业法是指以乳胶水泥粘贴外包型钢或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结外包型钢,干式作业法是指直接将型钢外包于被加固构件四周。
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。