目前结构板加固有两种,一种是单向结构板加固另外一种是双向结构板加固。其中双向板可以用某些用于加固混凝土梁和单向板的通用方法来加固,然而,使用螺栓连接或者粘接的加固钢板带可能会由于交叉而出问题。在每个交叉处将钢板带焊在一起是可能的,然而这个过程过于复杂,用大块钢板或者包含钢筋的覆盖层盖住整个上下表面可能更容易。
双向板很少抗弯失效,因为它们倾向于产生一种膜作用,从而极大地增加了承担荷载的能力。比如,Rangan和Hall曾经报告了三个大尺寸平板的试验结果(没有梁和柱头的平板)。板按使用荷载113lbf/ft2,板实际承受的最大荷载在471~498 lbf/ft2之间,即使如此,也是在柱子边缘出现冲切失效,而不是抗弯失效。事实上,这种体系的主要弱点是在柱子与板的相交位置,尤其在柱子边缘的板没有足够的抗剪和抗弯能力。需要注意的是膜作用只有在发生很大的位移后才能起作用,因此,板的极限承载力也许足够,但适用性能失效――过大变形、损坏等――仍然可能发生。
当平板的抗剪能力需要提高时,通常的加固方法需要适用抗剪环托――放置在柱子周围板下面的钢托架。托架实质上是后安装上去得柱头,它和柱子用螺栓连接起来,并在其上部和板底部之间保持一定的空间,空隙随后用不收缩的胶泥填充以保证均匀受力。通过增加板的承压面积,抗剪环托能够把冲切应力降低到可接受的范围内。
制作的钢托架也可以来增加已有平板的抗弯能力。在这种情况下,托架不仅和柱子用螺栓连接起来,也和板用螺栓连接起来,目的是在负弯距区域(在板上部靠近柱子的地方)提供另外一种在两者之间传递弯矩的手段。
如果从美学和维修的立场出发,不希望使用钢托架,那么可以使用现场浇铸的混凝土抗剪环托,它们用打孔锚栓连接到柱子上,而不是螺栓连接。
另一个不太常用的增加双向板抗弯能力的方法是后张法。除了钢丝束和转向器位置不同外,其他都是遵循原则。在板中,它们被用螺栓连接在预先定好位的下表面。转向器是用钢管做成的钢支座,这些钢支座可以用栓接于下表层的斜支架从侧面支撑(图4.20)。当钢丝束需要穿过柱子时,在柱子上钻一个洞,通常要植入钢件加固。洞的位置应避免破坏柱子中的竖钢筋。
图4.20
Barchas描述了一个工程,在这个工程中,一个专门的工程建设公司用了一种极其复杂的外部后张的方法,去加固位于洛杉矶的一个15层国际共管建筑的所有楼板。在这个独一无二的工程中,后张钢筋只能在一个位置上安放――在第二层楼板下面(因为其他楼层都没有足够的净空高度)。为了加固每一层楼板,设计者不得不依靠在第二层楼板下面两个方向上伸展的后张钢筋体系。
在一个位置上的钢筋生产的力必须足以加固其上的所有楼层。为了将向上的力传递到上面的楼层,从第二层一直到楼顶的每一层,在转向器位置的上面立钢管柱。必须在建筑的每个楼层处产生150×1503lbf向上的力。钢筋被金属鞘包成束,外露1.5in厚的蛭石塑料用来防火。
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