一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法技术

本发明专利技术公开了一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，该方法包括：制作标示；裁制碳纤维增强复合材料板；喷砂处理；丙酮擦洗；涂胶处理；粘贴；压力保持。上述工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，通过结构胶粘剂将碳纤维增强复合材料板与待加固区域粘结，粘结界面最大应力的准确计算，大大减轻了加固区域的重量的增加，同时通过结构胶粘剂厚度采用直径相同的小球珠进行控制，使得结构胶粘剂的厚度控制更加简单方便，因此避免了传统工字钢梁翼缘带裂缝加固存在缺陷的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢结构建筑
，尤其涉及一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法。
技术介绍
钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作，现场安装。因而大大减少工期，由于钢材的可重复利用，可以大大减少建筑垃圾，更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用，应用在工业建筑和民用建筑中。目前钢结构建筑在高层建筑上的运用日益成熟，逐渐成为主流的建筑工艺，是未来建筑的发展方向。而在钢结构建设中工字钢梁的应用也比较广泛。在役的工字钢梁构件，受高温、高湿、高压等因素，特别是在疲劳荷载作用下，工字钢梁翼缘受拉力位置容易产生裂缝，很多未达到设计使用年限就丧失服务能力，从而影响到结构使用和安全。这些不符合要求的结构急需要通过有效的加固措施来提高其承载力，恢复服务能力。传统的工字钢梁翼缘带裂缝加固方法是通过将钢盖板或者型钢焊接或者粘结到在役工字钢梁的翼缘带的裂缝部位修复承载力，但是这种方法也存在许多缺陷，比如粘钢加固后增加了工字钢梁的自重，耐腐蚀性较差，且由于对结构胶粘剂厚度的控制采用压力控制，操作繁琐不易控制，并且施工过程中往往需借助大型机械设备，浪费时间、人力及物力。综上所述，如何解决传统工字钢梁翼缘带裂缝加固存在缺陷的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，以避免工字钢梁翼缘带裂缝加固存在缺陷的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，该方法包括：制作标示，在待加固工字钢梁的翼缘带的界面上标示出待加固区域；裁制碳纤维增强复合材料板，根据所述待加固区域的尺寸裁制相应尺寸的碳纤维增强复合材料板；喷砂处理，对所述待加固区域的表面进行喷砂处理获得第一喷砂表面，对所述碳纤维增强复合材料板的表面进行喷砂处理获得第二喷砂表面；丙酮擦洗，用丙酮溶液擦洗经所述第一喷砂表面和第二喷砂表面；涂胶处理，在所述第一喷砂表面和/或所述第二喷砂表面涂制结构胶粘剂，且所述结构胶粘剂内具有多个直径相同的小球珠；粘贴，经所述涂胶处理后，将所述第二喷砂表面粘贴至所述第一喷砂表面上，并对所述碳纤维增强复合材料板施加压力，使得所述结构胶粘剂的胶层的厚度等于小球珠的直径，所述碳纤维增强复合材料板的厚度和宽度的选取原则为加固后粘结界面最大主应力不大于结构胶粘剂的抗拉强度，具体粘结界面最大主应力计算公式采用：σ1max=-σmax2+(σmax2)2+τmax2,]]>其中，压力保持，对所述碳纤维增强复合材料板施加压力保持的时间不小于72小时。优选地，所述小球珠为玻璃球。优选地，所述玻璃球相对结构胶粘剂的掺入量为质量的1％。优选地，所述小球珠的直径范围为1-2mm。优选地，所述结构胶粘剂采用AB型改性环氧树脂胶粘剂，弹性模量≥2.5GPa，抗拉强度≥25MPa。优选地，所述碳纤维增强复合材料板的弹性模量≥130GPa，抗拉强度≥2000MPa。优选地，对所述待加固区域的表面进行喷砂处理采用60目金刚砂；对所述碳纤维增强复合材料板的表面进行喷砂处理采用240目白刚玉。优选地，所述压力保持的时间为72小时。相比于
技术介绍
中所介绍的内容，上述工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，通过结构胶粘剂将碳纤维增强复合材料板与待加固区域粘结，有效提高损伤钢结构的承载能力，使得钢梁的承载能力恢复到正常水平；粘结界面最大应力的准确计算(即加固后粘结界面最大主应力不大于胶粘剂的抗拉强度为原则选取碳纤维增强复合材料板的厚度和宽度，可以准确计算出碳纤维增强复合材料板的尺寸)，保证加固效果，大大减轻了加固区域的重量的增加，同时通过结构胶粘剂厚度采用直径相同的小球珠进行控制，使得结构胶粘剂的厚度控制更加简单方便，另外，本方案操作简单方便，耐腐蚀，无需动用大型机械设备，节省时间、人力及物力。因此避免了传统工字钢梁翼缘带裂缝加固存在缺陷的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的工字钢梁翼缘带裂缝加固方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的工字钢梁翼缘带裂缝加固示意图；图3为本专利技术实施例提供的工字钢梁翼缘带裂缝加固截面示意图；图4为本专利技术实施例提供的裂缝的局部示意图。上图1中，制作标示100、裁制碳纤维增强复合材料板200、喷砂处理300、丙酮擦洗400、涂胶处理500、粘贴600、压力保持700；上图2-4中，工字钢梁1、裂缝2、结构胶黏剂3、碳纤维增强复合材料4、加劲肋5。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，以避免工字钢梁翼缘带裂缝加固存在缺陷的问题。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术实施例提供的工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，该方法包括：制作标示100，在待加固工字钢梁1的翼缘带的界面上标示出待加固区域；裁制碳纤维增强复合材料板200，根据待加固区域的尺寸裁制相应尺寸的碳纤维增强复合材料板4；喷砂处理300，对待加固区域的表面进行喷砂处理获得第一喷砂表面，对碳纤维增强复合材料板4的表面进行喷砂处理获得第二喷砂表面(通过喷砂处理以清除其表面杂质，并增加其表面的粗糙度。)；丙酮擦洗400，用丙酮溶液擦洗经第一喷砂表面和第二喷砂表面；涂胶处理500，在第一喷砂表面和/或第二喷砂表面涂制结构胶粘剂3，且结构胶粘剂3内具有多个直径相同的小球珠；粘贴600，经涂胶处理后，将第二喷砂表面粘贴至第一喷砂表面上，并对碳纤维增强复合材料板4施加压力，使得结构胶粘剂的胶层的厚度等于小球珠的直径，所述碳纤维增强复合材料板的厚度和宽度的选取原则为加固后粘结界面最大主应力不大于结构胶粘剂的抗拉强度，具体粘结界面最大主应力计算公式采用：σ1max=-σmax2+(σmax2)2+τmax2,]]>其中，其中，σ1max代表缺陷处最大界面主应力，σmax代表缺陷处最大正应力，τmax代表缺陷处最大剪应力；β=f44f34,f3=taEab,f4=1EfIf+1EsIs,]]>λ=f2f1,f1=taGb,f2=(Zs+Zf)ZsEsIs+1EsAs+1EfAf,]]>c=Δϵsf′f2′-Δϵsff2,Δϵsf′=M1yEsIs′,f2′=y2EsIs′+1EsAs′+1EfAf,γ=Zs′+a+ta+Zf,]]>Δϵsf=M1ZsEsIs,]]>其中，M1为外荷载在缺陷处作用产生的弯矩，V(0)为外荷载在缺陷处引起的剪力，ta为胶层厚度，Ea为胶层的弹性模量，b为CFRP板(碳纤维增强复合材料板)的宽度，Ef为CFRP板的弹性模量，If为CFRP板的惯性矩，Es为钢梁的弹性模量，Is为钢梁的惯性矩，G为钢梁的剪切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，其特征在于，该方法包括：制作标示(100)，在待加固工字钢梁(1)的翼缘带的界面上标示出待加固区域；裁制碳纤维增强复合材料板(200)，根据所述待加固区域的尺寸裁制相应尺寸的碳纤维增强复合材料板(4)；喷砂处理(300)，对所述待加固区域的表面进行喷砂处理获得第一喷砂表面，对所述碳纤维增强复合材料板(4)的表面进行喷砂处理获得第二喷砂表面；丙酮擦洗(400)，用丙酮溶液擦洗经所述第一喷砂表面和第二喷砂表面；涂胶处理(500)，在所述第一喷砂表面和/或所述第二喷砂表面涂制结构胶粘剂(3)，且所述结构胶粘剂内具有多个直径相同的小球珠；粘贴(600)，经所述涂胶处理后，将所述第二喷砂表面粘贴至所述第一喷砂表面上，并对所述碳纤维增强复合材料板(4)施加压力，使得所述结构胶粘剂的胶层的厚度等于小球珠的直径，所述碳纤维增强复合材料板的厚度和宽度的选取原则为加固后粘结界面最大主应力不大于结构胶粘剂的抗拉强度，具体粘结界面最大主应力计算公式采用：σ1max=-σmax2+(σmax2)2+τmax2,]]>其中，压力保持(700)，对所述碳纤维增强复合材料板(4)施加压力保持的时间不小于72小时。...

【技术特征摘要】
1.一种工字钢梁翼缘带裂缝加固方法，其特征在于，该方法包括：制作标示(100)，在待加固工字钢梁(1)的翼缘带的界面上标示出待加固区域；裁制碳纤维增强复合材料板(200)，根据所述待加固区域的尺寸裁制相应尺寸的碳纤维增强复合材料板(4)；喷砂处理(300)，对所述待加固区域的表面进行喷砂处理获得第一喷砂表面，对所述碳纤维增强复合材料板(4)的表面进行喷砂处理获得第二喷砂表面；丙酮擦洗(400)，用丙酮溶液擦洗经所述第一喷砂表面和第二喷砂表面；涂胶处理(500)，在所述第一喷砂表面和/或所述第二喷砂表面涂制结构胶粘剂(3)，且所述结构胶粘剂内具有多个直径相同的小球珠；粘贴(600)，经所述涂胶处理后，将所述第二喷砂表面粘贴至所述第一喷砂表面上，并对所述碳纤维增强复合材料板(4)施加压力，使得所述结构胶粘剂的胶层的厚度等于小球珠的直径，所述碳纤维增强复合材料板的厚度和宽度的选取原则为加固后粘结界面最大主应力不大于结构胶粘剂的抗拉强度，具体粘结界面最大主应力计算公式采用：σ1ma...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓军，李俊辉，贾永辉，谢燕，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44