一种带孔钢板孔边裂缝的加固方法与流程

本发明涉及钢结构建筑技术领域，尤其涉及一种带孔钢板孔边裂缝的加固方法。

背景技术：

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。

而由于生产、制造、施工、使用及环境等因素的影响，在役钢结构中不可避免地存在各种损伤，尤其是在疲劳荷载作用下螺栓孔或铆钉孔周边由于应力集中产生的裂纹，使得钢结构存在断裂破坏的危险，必须通过有效的修复措施来恢复其承载力。常用的修复方法有焊接、螺栓连接、铆接等，但这些方法存在动火、施工不便捷等缺陷。而近年提出的用碳纤维增强复合材料板粘贴整个缺陷位置的修复方法，又无法避开螺栓或铆钉，造成这种加固方法在实际工程中受到限制。

综上所述，如何解决碳纤维增强复合材料板加固修复带孔钢板受限的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带孔钢板孔边裂缝的加固方法，以避免碳纤维增强复合材料板加固带孔的钢板受到限制的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种带孔钢板孔边裂缝的加固方法，该方法包括：

制作标示，在待加固带孔钢板的裂缝界面上标示出待加固区域，所述待加固区域包括第一待加固区域和第二待加固区域，且所述第一待加固区域和所述第二待加固区域对称分布于所述带孔钢板的孔的两侧；

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，经涂胶处理后，将所述碳纤维增强复合材料板沿所述带孔钢板的受拉方向对称粘贴至所述第一待加固区域和所述第二待加固区域，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；

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，宽度为圆孔直径的2～3倍，厚度为1.4mm，长度为200mm。

优选地，所述对所述待加固区域的表面进行喷砂处理采用60目金刚砂；所述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。

优选地，所述带孔钢板为Q235或Q345型钢板。

优选地，所述孔的直径≤24mm。

相比于背景技术中所介绍的内容，上述带孔钢板孔边裂缝的加固方法，通过结构胶粘剂将碳纤维增强复合材料板沿带孔钢板的受拉方向对称粘贴至第一待加固区域和第二待加固区域，避免了整张碳纤维增强复合材料板无法覆盖带孔钢板的孔对应的螺栓或铆钉等位置，进而避免了碳纤维增强复合材料板加固带孔的钢板受限的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的带孔钢板孔边裂缝的加固方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的带孔钢板裂缝加固的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的带孔钢板裂缝加固的俯视结构示意图。

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2-3中，

带孔钢板1、结构胶粘剂2、碳纤维增强复合材料板3、孔4、裂缝5。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种带孔钢板孔边裂缝的加固方法，以避免碳纤维增强复合材料板加固带孔的钢板受到限制的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的带孔钢板孔边裂缝的加固方法，该方法包括：

制作标示100，在待加固带孔钢板的裂缝5的界面上标示出待加固区域，待加固区域包括第一待加固区域和第二待加固区域，且第一待加固区域和第二待加固区域对称分布于带孔钢板1的孔4的两侧；

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3；

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3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2，且结构胶粘剂内具有多个直径相同的小球珠；

粘贴600，经涂胶处理后，将碳纤维增强复合材料板3沿带孔钢板的受拉方向对称粘贴至第一待加固区域和第二待加固区域，并对碳纤维增强复合材料板3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；

压力保持700，对碳纤维增强复合材料板3施加压力保持的时间不小于72小时。

相比于背景技术中所介绍的内容，上述带孔钢板孔边裂缝的加固方法，通过结构胶粘剂将碳纤维增强复合材料板沿带孔钢板的受拉方向对称粘贴至第一待加固区域和第二待加固区域，避免了整张碳纤维增强复合材料板无法覆盖带孔钢板的孔对应的螺栓或铆钉等位置，进而避免了碳纤维增强复合材料板加固带孔的钢板受限的问题。

进一步的技术方案中，上述小球珠为玻璃球，当然可以理解的是上述小球珠还可以是其他材质的小球珠，比如小钢珠等等，只不过本发明实施例优选采用上述玻璃珠而已。

进一步地，上述玻璃球相对结构胶粘剂2的掺入量为质量的1％。当然可以理解的是上述掺入量还可以是其他数值，只不过本发明实施例优选采用上述1％而已。

进一步地，上述小球珠的直径范围为1-2mm。可以理解的是上述小球珠的直径还可以是其他数值，只不过本发明实施例优选采用上述数值范围而已。

进一步地，上述结构胶粘剂2采用AB型改性环氧树脂胶粘剂，弹性模量≥2.5GPa，抗拉强度≥25MPa。当然可以理解的是，上述结构胶粘剂还可以是本领域技术人员常用的其他胶粘剂，只不过本发明实施例优选采用上述弹性模量和抗拉强度的AB型改性环氧树脂胶粘剂而已。

进一步地，上述碳纤维增强复合材料板3的弹性模量≥130GPa，抗拉强度≥2000MPa，宽度为圆孔直径的2～3倍，厚度为1.4mm，长度为200mm。需要说明的是，上述碳纤维增强复合材料板对应的弹性模量、抗拉强度、宽度、厚度和长度仅仅是本发明实施例优选的数值范围而已，还可以是其他数值范围，只不过本发明实施例优选采用上述数值范围而已。

进一步地，对上述待加固区域的表面进行喷砂处理采用60目金刚砂；对上述碳纤维增强复合材料板3的表面进行喷砂处理采用240目白刚玉。当然可以理解的是上述喷砂处理采用的材料还可以是本领域技术人员常用的其他材料。

进一步地，上述压力保持的时间为72小时。当然可以理解的是，还可以是大于72小时的其他任何时间，只不过本发明实施例优选采用上述72小时而已。

进一步地，上述带孔钢板1为Q235或Q345型钢板。当然可以理解的是上述带孔钢板还可以是其他材质的钢板，只不过本发明实施例优选针对上述材质的钢板而已。

进一步地，上述孔的直径≤24mm。当然可以理解的是上述孔的直径的数值仅仅是本发明实施例优选的直径数值范围而已，还可以是其他数值。

为了使本领域技术人员更好的理解本发明技术方案，下面结合具体的应用场景，进行举例说明：

比如钢板为Q235型钢板，长度为400mm，宽度为45mm，厚度为4mm。钢板受损伤孔直径5mm，孔两边各有长为5mm，宽为0.1mm的贯穿裂缝。碳纤维增强复合材料板板的长度为200mm，宽度为12mm，厚度为1.4mm。结构胶粘剂的弹性模量为11GPa，抗拉强度25MPa。

用马克笔在待加固钢板的裂缝的界面上标出待加固区域。分别用60目金刚砂和240目白刚玉对钢板的第一待加固表面和第二待加固表面以及对应的碳纤维增强复合材料板板进行喷砂处理，以清除其表面杂质，并增加其表面的粗糙度。用丙酮溶液擦洗待加固钢梁喷砂表面及碳纤维增强复合材料板喷砂表面。将结构胶粘剂居中摊铺在碳纤维增强复合材料板表面，然后将碳纤维增强复合材料板粘贴到钢板上，具体为在钢板裂纹外对称粘贴两条长200mm、宽10mm、厚1.4mm的碳纤维增强复合材料板(CFRP板)，与现有技术中全贴碳纤维增强复合材料板主要区别在于采用双侧加固，对孔位置的螺栓或铆钉等形成避让。通过施加表面压力，挤出多余胶粘剂，使得胶层厚度等于掺入小玻璃珠的直径，加固完成保持表面压力72小时。

采用DDL100电子万能试验机对加固钢板进行轴向拉伸，结果显示，采用本发明加固的损伤带孔钢板的屈服承载力和极限承载力都有较大提高，基本可以恢复到损伤前的水平，加固效果明显。

以上对本发明所提供的工字钢梁翼缘带裂缝加固方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。