本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法。

背景技術(shù)：

鋼結(jié)構(gòu)建筑一種新型的建筑體系有可通房地產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)之間的行業(yè)界線，集合成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)體系，這就是業(yè)內(nèi)人士普遍看好的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強(qiáng)度更高，抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作，現(xiàn)場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復(fù)利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保。因而被世界各國廣泛采用，應(yīng)用在工業(yè)建筑和民用建筑中。

而由于生產(chǎn)、制造、施工、使用及環(huán)境等因素的影響，在役鋼結(jié)構(gòu)中不可避免地存在各種損傷，尤其是在疲勞荷載作用下螺栓孔或鉚釘孔周邊由于應(yīng)力集中產(chǎn)生的裂紋，使得鋼結(jié)構(gòu)存在斷裂破壞的危險(xiǎn)，必須通過有效的修復(fù)措施來恢復(fù)其承載力。常用的修復(fù)方法有焊接、螺栓連接、鉚接等，但這些方法存在動火、施工不便捷等缺陷。而近年提出的用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板粘貼整個(gè)缺陷位置的修復(fù)方法，又無法避開螺栓或鉚釘，造成這種加固方法在實(shí)際工程中受到限制。

綜上所述，如何解決碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板加固修復(fù)帶孔鋼板受限的問題，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，以避免碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板加固帶孔的鋼板受到限制的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，該方法包括：

制作標(biāo)示，在待加固帶孔鋼板的裂縫界面上標(biāo)示出待加固區(qū)域，所述待加固區(qū)域包括第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域，且所述第一待加固區(qū)域和所述第二待加固區(qū)域?qū)ΨQ分布于所述帶孔鋼板的孔的兩側(cè)；

裁制碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板，根據(jù)所述待加固區(qū)域的尺寸裁制相應(yīng)尺寸的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板；

噴砂處理，對所述待加固區(qū)域的表面進(jìn)行噴砂處理獲得第一噴砂表面，對所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板的表面進(jìn)行噴砂處理獲得第二噴砂表面；

丙酮擦洗，用丙酮溶液擦洗經(jīng)所述第一噴砂表面和第二噴砂表面；

涂膠處理，在所述第一噴砂表面和/或所述第二噴砂表面涂制結(jié)構(gòu)膠粘劑，且所述結(jié)構(gòu)膠粘劑內(nèi)具有多個(gè)直徑相同的小球珠；

粘貼，經(jīng)涂膠處理后，將所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板沿所述帶孔鋼板的受拉方向?qū)ΨQ粘貼至所述第一待加固區(qū)域和所述第二待加固區(qū)域，并對所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板施加壓力，使得所述結(jié)構(gòu)膠粘劑的膠層的厚度等于小球珠的直徑；

壓力保持，對所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板施加壓力保持的時(shí)間不小于72小時(shí)。

優(yōu)選地，所述小球珠為玻璃球。

優(yōu)選地，所述玻璃球相對結(jié)構(gòu)膠粘劑的摻入量為質(zhì)量的1％。

優(yōu)選地，所述小球珠的直徑范圍為1-2mm。

優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)膠粘劑采用AB型改性環(huán)氧樹脂膠粘劑，彈性模量≥2.5GPa，抗拉強(qiáng)度≥25MPa。

優(yōu)選地，所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板的彈性模量≥130GPa，抗拉強(qiáng)度≥2000MPa，寬度為圓孔直徑的2～3倍，厚度為1.4mm，長度為200mm。

優(yōu)選地，所述對所述待加固區(qū)域的表面進(jìn)行噴砂處理采用60目金剛砂；所述對所述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板的表面進(jìn)行噴砂處理采用240目白剛玉。

優(yōu)選地，所述壓力保持的時(shí)間為72小時(shí)。

優(yōu)選地，所述帶孔鋼板為Q235或Q345型鋼板。

優(yōu)選地，所述孔的直徑≤24mm。

相比于背景技術(shù)中所介紹的內(nèi)容，上述帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，通過結(jié)構(gòu)膠粘劑將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板沿帶孔鋼板的受拉方向?qū)ΨQ粘貼至第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域，避免了整張?zhí)祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料板無法覆蓋帶孔鋼板的孔對應(yīng)的螺栓或鉚釘?shù)任恢?，進(jìn)而避免了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板加固帶孔的鋼板受限的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶孔鋼板裂縫加固的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶孔鋼板裂縫加固的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖1中，

制作標(biāo)示100、裁制碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板200、噴砂處理300、丙酮擦洗400、涂膠處理500、粘貼600、壓力保持700；

上圖2-3中，

帶孔鋼板1、結(jié)構(gòu)膠粘劑2、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3、孔4、裂縫5。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，以避免碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板加固帶孔的鋼板受到限制的問題。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，該方法包括：

制作標(biāo)示100，在待加固帶孔鋼板的裂縫5的界面上標(biāo)示出待加固區(qū)域，待加固區(qū)域包括第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域，且第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域?qū)ΨQ分布于帶孔鋼板1的孔4的兩側(cè)；

裁制碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板200，根據(jù)待加固區(qū)域的尺寸裁制相應(yīng)尺寸的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3；

噴砂處理300，對待加固區(qū)域的表面進(jìn)行噴砂處理獲得第一噴砂表面，對碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3的表面進(jìn)行噴砂處理獲得第二噴砂表面(通過噴砂處理以清除其表面雜質(zhì)，并增加其表面的粗糙度。)；

丙酮擦洗400，用丙酮溶液擦洗經(jīng)第一噴砂表面和第二噴砂表面；

涂膠處理500，在第一噴砂表面和/或第二噴砂表面涂制結(jié)構(gòu)膠粘劑2，且結(jié)構(gòu)膠粘劑內(nèi)具有多個(gè)直徑相同的小球珠；

粘貼600，經(jīng)涂膠處理后，將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3沿帶孔鋼板的受拉方向?qū)ΨQ粘貼至第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域，并對碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3施加壓力，使得結(jié)構(gòu)膠粘劑的膠層的厚度等于小球珠的直徑；

壓力保持700，對碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3施加壓力保持的時(shí)間不小于72小時(shí)。

相比于背景技術(shù)中所介紹的內(nèi)容，上述帶孔鋼板孔邊裂縫的加固方法，通過結(jié)構(gòu)膠粘劑將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板沿帶孔鋼板的受拉方向?qū)ΨQ粘貼至第一待加固區(qū)域和第二待加固區(qū)域，避免了整張?zhí)祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料板無法覆蓋帶孔鋼板的孔對應(yīng)的螺栓或鉚釘?shù)任恢茫M(jìn)而避免了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板加固帶孔的鋼板受限的問題。

進(jìn)一步的技術(shù)方案中，上述小球珠為玻璃球，當(dāng)然可以理解的是上述小球珠還可以是其他材質(zhì)的小球珠，比如小鋼珠等等，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述玻璃珠而已。

進(jìn)一步地，上述玻璃球相對結(jié)構(gòu)膠粘劑2的摻入量為質(zhì)量的1％。當(dāng)然可以理解的是上述摻入量還可以是其他數(shù)值，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述1％而已。

進(jìn)一步地，上述小球珠的直徑范圍為1-2mm?？梢岳斫獾氖巧鲜鲂∏蛑榈闹睆竭€可以是其他數(shù)值，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述數(shù)值范圍而已。

進(jìn)一步地，上述結(jié)構(gòu)膠粘劑2采用AB型改性環(huán)氧樹脂膠粘劑，彈性模量≥2.5GPa，抗拉強(qiáng)度≥25MPa。當(dāng)然可以理解的是，上述結(jié)構(gòu)膠粘劑還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的其他膠粘劑，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述彈性模量和抗拉強(qiáng)度的AB型改性環(huán)氧樹脂膠粘劑而已。

進(jìn)一步地，上述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3的彈性模量≥130GPa，抗拉強(qiáng)度≥2000MPa，寬度為圓孔直徑的2～3倍，厚度為1.4mm，長度為200mm。需要說明的是，上述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板對應(yīng)的彈性模量、抗拉強(qiáng)度、寬度、厚度和長度僅僅是本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的數(shù)值范圍而已，還可以是其他數(shù)值范圍，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述數(shù)值范圍而已。

進(jìn)一步地，對上述待加固區(qū)域的表面進(jìn)行噴砂處理采用60目金剛砂；對上述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板3的表面進(jìn)行噴砂處理采用240目白剛玉。當(dāng)然可以理解的是上述噴砂處理采用的材料還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的其他材料。

進(jìn)一步地，上述壓力保持的時(shí)間為72小時(shí)。當(dāng)然可以理解的是，還可以是大于72小時(shí)的其他任何時(shí)間，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用上述72小時(shí)而已。

進(jìn)一步地，上述帶孔鋼板1為Q235或Q345型鋼板。當(dāng)然可以理解的是上述帶孔鋼板還可以是其他材質(zhì)的鋼板，只不過本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選針對上述材質(zhì)的鋼板而已。

進(jìn)一步地，上述孔的直徑≤24mm。當(dāng)然可以理解的是上述孔的直徑的數(shù)值僅僅是本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的直徑數(shù)值范圍而已，還可以是其他數(shù)值。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面結(jié)合具體的應(yīng)用場景，進(jìn)行舉例說明：

比如鋼板為Q235型鋼板，長度為400mm，寬度為45mm，厚度為4mm。鋼板受損傷孔直徑5mm，孔兩邊各有長為5mm，寬為0.1mm的貫穿裂縫。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板板的長度為200mm，寬度為12mm，厚度為1.4mm。結(jié)構(gòu)膠粘劑的彈性模量為11GPa，抗拉強(qiáng)度25MPa。

用馬克筆在待加固鋼板的裂縫的界面上標(biāo)出待加固區(qū)域。分別用60目金剛砂和240目白剛玉對鋼板的第一待加固表面和第二待加固表面以及對應(yīng)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板板進(jìn)行噴砂處理，以清除其表面雜質(zhì)，并增加其表面的粗糙度。用丙酮溶液擦洗待加固鋼梁噴砂表面及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板噴砂表面。將結(jié)構(gòu)膠粘劑居中攤鋪在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板表面，然后將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板粘貼到鋼板上，具體為在鋼板裂紋外對稱粘貼兩條長200mm、寬10mm、厚1.4mm的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板(CFRP板)，與現(xiàn)有技術(shù)中全貼碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板主要區(qū)別在于采用雙側(cè)加固，對孔位置的螺栓或鉚釘?shù)刃纬杀茏?。通過施加表面壓力，擠出多余膠粘劑，使得膠層厚度等于摻入小玻璃珠的直徑，加固完成保持表面壓力72小時(shí)。

采用DDL100電子萬能試驗(yàn)機(jī)對加固鋼板進(jìn)行軸向拉伸，結(jié)果顯示，采用本發(fā)明加固的損傷帶孔鋼板的屈服承載力和極限承載力都有較大提高，基本可以恢復(fù)到損傷前的水平，加固效果明顯。

以上對本發(fā)明所提供的工字鋼梁翼緣帶裂縫加固方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。需要說明的是，本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。

還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。