8。复材片材加固钢结构8、1.一般规定8 1、1 加固后结构进行承载能力极限状态的计算可以保证加固后结构的安全性。进行正常使用极限状态的验算可以保证加固后结构的正常使用 按照现行国家标准。钢结构设计标准,GB.50017、2017。承受动力荷载的构件或连接件还应进行疲劳验算,如果构件或连接件加固前符合疲劳承载力的规定。则只要加固后构件应力集中处的应力幅。工业与民用房屋和铁路桥梁.或最大应力.公路桥涵 没有增加,并且最大粘结应力小于粘结疲劳强度，则不需要进行验算 对只承受压力的构件和临时性结构物的构件、也不需要进行疲劳验算.8，1、2.采用复材片材加固钢结构时.被加固结构的原承载力设计值不应低于其荷载效应准永久组合值,加固失效时、被加固构件仍应具有足够的剩余承载力、以避免被加固构件严重破坏。而被加固构件的剩余承载力不应低于恒载和可变荷载频遇值组合下的作用效应设计值 参照国家现行标准、混凝土结构加固设计规范.GB,50367的强制性条文,设计中还应分析加固后对结构中的其他构件 节点或构件的其他性能可能产生的不利影响 原因为 工程结构作为一个整体。不同构件的承载力以及构件不同受力形式的承载力之间均存在级差要求，这些要求在现行国家标准中均有相关规定.加固后应注意保持原有结构构件和构件的承载力间的级差 避免影响整个结构的合理的受力性能,轴心受拉构件的可参照以下规定进行，1，对轴心受拉构件进行加固时。考虑外粘贴部分与原结构共同工作。最大应变为钢材的屈服应变。同时还应限制加固量较大时对结构承载力的提高量,通过表面粘贴纤维布加固的轴心受拉钢构件 当破坏形态为纤维布拉断时，承载力按下式计算，N.min，fAn,εfdEfAf 1，5fAn,3。式中.An、钢构件净截面面积.mm2，Af。轴向布置的复材最小净截面面积、mm2.Ef，复材的弹性模量。MPa,f.钢材的屈服强度.N mm2 εfd,纤维布的有效拉应变设计值。2、表面粘贴纤维布应沿构件周边均匀.对称布置 不应使加固后构件的形心改变。对轴心受拉构件进行加固后应使加固后的构件不会出现偏心，3。表面粘贴纤维布应采用横向粘贴加强或机械锚固加强 避免复材与钢构件之间发生剥离.应通过表面构造措施、避免表面粘贴加固失效 8，1。3。对于已受腐蚀的钢结构或者构件可采用复材进行加固提高其耐腐蚀性 处于腐蚀环境下的钢结构也可采用复材加固提高其耐腐蚀性。当钢结构已遭受腐蚀或者需要进行抗腐蚀处理时，可以根据工程的具体情况 选择具有良好耐腐蚀特性的复材进行抗腐蚀防护.当选择复材进行抗腐蚀防护时.参照英国标准BS.EN,14879.2、2006.Organic Coating、Systems,and,Linings.for，Protection.of.Industrial，Apparatus。and，Plants，Against，Corrosion、Caused by，Aggressive、Media Part.2，Coatings，on。Metallic。Components中的相关规定。并结合我国的实际应用情况 建议的复材抗腐蚀防护部分由5层构成,图1.1。底胶层。钢结构表面处理完毕后应立刻在其表面涂敷一层厚度极薄的底胶，底胶是胶粘剂与钢结构之间的过渡层,它与胶粘剂和钢结构之间的粘结强度优于胶粘剂与钢结构之间的粘结强度。底胶一方面可以提高钢结构与复材抗腐蚀防护层之间的粘结力、另一方面在钢结构表面处理之后与加固之前提供临时的抗腐蚀保护层，在一些特殊情况下，如钢结构表面处理后立刻进行加固施工时、可省略该层。2、隔离层,当选用碳纤维复材片材进行抗腐蚀防护时，宜设置一层绝缘的玻璃纤维复材片材隔离层。且在整个防护层边缘区域涂胶形成、凸形溢胶、以防止碳纤维复材片材与钢结构之间发生电偶腐蚀 当选用非导电类复材片材.如玻璃纤维复材片材、进行抗腐蚀防护时,可省略该层。3、复材片材层。该层是复材抗腐蚀防护的核心部分 即主要抵抗外界环境侵蚀的防护层,应根据钢结构的抗腐蚀设计要求 如腐蚀侵害程度，所处腐蚀环境。防护的预期寿命等要求.选择合适的纤维和树脂，再依据相关的耐久性资料、经专门研究。确定复材片材层的厚度，4、面层。覆盖住复材片材层的粗糙表面。使防护层表面平坦,一般由短切纤维毡和与复材片材层一致的树脂构成,可根据实际需要确定是否保留该层,5、密封层或防腐层,采用密封剂或防腐涂层对复材抗腐蚀防护区域进行表面防护是提高防护层耐久性的最简单有效的方法。此外。施工工艺和施工质量会严重影响到复材的抗腐蚀防护效果。当选择复材进行抗腐蚀防护时 需要按照专门的工艺进行施工 并严格控制施工质量,8,1.4.除锈应达到Sa2。5级或St2.0级,参照现行国家标准,涂覆涂料前钢材表面处理，表面清洁度的目视评定.第1部分,未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级.GB T。8923，1的规定。8 1。5，当轴心受压钢构件承载力不足时可采用复材与填充材料组合的加固，本条规定方法是一种典型的加固构造形式.基于试验研究和理论分析、建立了本加固技术的设计计算公式,加固后构件的截面刚度增加.稳定承载力提高、但抗压承载力提高的上限为全截面屈服、加固后构件的轴心受压稳定系数按照现行国家标准.钢结构设计标准 GB 50017中轴心受压钢构件的截面分类计算 设计计算公式形式与轴心受压钢构件的设计公式一致.其中刚度增强系数反应加固量和加固构造的影响,通常情况下沿构件全长加固 但实际情况限制不能全长加固时刚度增强系数应按照本标准附录J计算。填充材料的可为砂浆 PVC。泡沫混凝土.木材等,γfill的取值范围为0,2。1,0，当为竹丝时为0。2、为砂浆时为1。0.在实际应用中。可能采用开口的复材型材组成管进行加固、这时应通过外包复材实现封闭截面。并应将拼合位置设置在垂直于截面转动轴的方向 加固后复材应具有一定的抗压纵向承载能力，根据弯曲的变形计算得到抗压强度的限值 加固后的构件承载能力提高、连接节点相对薄弱.应进行相应验算，并考虑对整体结构的影响，