乌兰察布粘钢加固

上海毅实建设集团有限公司

粘钢加固【电话 申工】随着工业的发展以及工艺的不断改革，往往需要对原有的建筑体进行改造加固，或者由于钢筋混凝土构件遭到严重腐蚀，需要对结构构件本身进行加固，以直接提高它的抗力和刚度。一些新建和在建的工程，由于设计或施工不当等因素，有些工程面临功能改变，荷载增加，提高建筑物的抗震设防等级，减小构件过大的变形等等，这些都需要对结构进行加固。通过这些加固措施，可以使企业降低成本，提高经济效益。目前，使用建筑结构胶在混凝土表面粘结钢板来加固混凝土结构，可以改善结构在使用荷载下的运行状况和提高承载力，是目前较为普遍的一种简便而行之有效的加固方法。 

　　二、引起梁结构问题的原因 

　　当梁板结构构件由于挠度偏大，裂缝宽度过宽、过长，钢筋严重锈蚀，受压区砼压碎等情况时，需要加固。而引起这些问题的原因主要有以下几种： 

　　1、设计、施工方面 

　　由于设计时荷载未考虑周全，计算模型、计算简图有误，计算公式运用不符合应用该公式的条件，尤其是现在应用计算机计算时，数据输入有误等。施工时砼强度达不到设计要求，负筋放错位置或在施工时被踩下，砼截面尺寸偏小，尤其是板的厚度达不到要求，钢筋少配或误配，材料使用不当等均可引起结构不满足使用条件。 

　　2、严重载或使用功能改变 

　　当结构由于不当使用造成严重载时，容易造成结构的承载力不足，而使用功能的改变是指工业厂房由于技术改造、生产工艺改变，民用建筑由于用途的改变，如阳台要改为厨房等。 

　　3、周围环境影响 

　　在外部环境及使用条件下，结构材料时刻都受外部环境的侵蚀，致使材料性能恶化，达不到设计要求。如冶炼、化工等工厂的、或气体对钢筋砼或钢结构的侵蚀，高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化使结构产生裂缝等。 

　　4、地基的不均匀沉降 

　　 由于地基的不均匀沉降，引起结构承载力不足，出现裂缝等。 

　　三、钢筋混凝土结构加固的注意事项 

　　在对钢筋混凝土结构进行加固时，应注重以下几个方面：一是要对结构整体进行分析，不应只对单个构件进行分析，因为加固时改变了本构件的刚度，引起内力分配有变化，故应作为一个整体分析。二是对于比较复杂的结构，需要借助于仪器进行测试和测量，简单结构可以凭借目测和经验来确定结构的损坏程度。三是钢材宜选用二、三级钢，水泥要425 号以上，混凝土强度比原结构高一个等级。四是应尽量利用原结构本身仍具有的承载力，减少新加部份承担的内力和拆除原构件的工作量，同时选用技术上先进、经济合理、施工方便的加固方案。 

　　四、梁粘钢加固设计 

　　钢筋混凝土梁结构加固方法主要有：预应力加固法、改变受力体系法、增大截面法、增补受拉钢筋（型钢） 加固法、粘钢加固法。在此就不一一阐述，下文就粘钢加固法进行简单的讲述。粘钢加固法有粘钢板加固和粘型钢加固两种形式。 

　　1、粘钢板加固设计 

　　1）抗弯加固设计 

　　 钢筋混凝土梁粘钢抗弯加固，就是采用结构胶将钢板粘贴于梁的受拉一侧表面，通过结构胶的粘结力，使外贴钢板变形与梁受拉一侧的混凝土同步，从而使外贴钢板与梁内原有受拉钢筋协同工作，相当于增加了梁的配筋，提高梁的抗弯能力。外粘钢板加固混凝土梁能显着提高梁的抗弯刚度，减少裂缝的扩展和结构变形，并能适度提高构件的抗弯能力。在加固设计中，一个值得注意问题是：粘钢板的数量必须控制在大配筋率的范围之内，不能出现筋破坏。在承载力状态下，粘钢梁呈现出两种破坏形态，即弯曲型破坏和剪切剥离型破坏。弯曲型破坏是加固梁的理想破坏形态，表现为钢筋、钢板屈服，混凝土压碎，钢板、胶层和混凝土之间无剥离现象，属延性破坏。剪切剥离型破坏表现为在混凝土和钢板之间发生剪切破坏，引起混凝土保护层撕开。胶与混凝土或钢板之间的剥离在破坏前无任何迹象，胶层也没有开裂现象，钢筋和钢板未屈服，呈现为突发性的脆性破坏。影响粘钢梁破坏形态的主要因素有：一是钢板的宽厚比。大量的试验表明，宽厚比大于50 时，粘钢梁的破坏是弯曲型的延性破坏。对于一般尺寸的梁，钢板厚度在6mm 时，破坏常常是剪切剥离型的。二是胶层的厚度。在适当范围内，胶层厚度薄，加固效果好。在加固施工时，115mm 是一个较可行的胶层厚度。三是锚固长度。在加固点以外，须有一定的锚固长度来满足钢板的锚固要求，避免钢板剥离。四是锚固方式。纯粹的胶粘锚固有时不能满足锚固要求，常常铺以植筋锚固或胶粘U 型板锚固，具体锚固措施对承载力和破坏方式有很大影响。使用植筋并不能阻止脱胶，但可以避免板剥离发生。另外，与等厚度钢板梁相比，粘变厚度钢板和几层钢板复粘承载力几乎没有增长。 

　　 对于粘钢加固梁，在适筋条件下，虽然加固梁钢板比原钢筋有应力滞后的情况，但在破坏时，钢板一般均能达到屈服强度。在粘结锚固满足时，粘钢加固梁的受弯承载力计算可按照现行国家标准进行梁的受弯承载力计算。 

　　2）粘钢加固梁抗剪承载力计算 

　　当构件斜截面抗剪承载力不足时，可采用粘钢板加固，加固的方式有钢围套加固、粘U 型钢板箍加固、粘翼板加固和粘钢板条加固 。其中，使用围套加固的梁（外包整个剪切区）强度提高大，且破坏形式为弯曲型。使用U 型箍、钢板条和翼板加固的梁虽可提高斜截面抗剪承载力，但其破坏型式常常是混凝土表面撕裂的脆性破坏。国内常采用粘贴并联U 型箍板进行加固，其斜截面受剪承载力按下式计算： 

　　 式中：V 为斜截面剪力设计值；V0 为原构件斜截面受剪承载力设计值； 

　　 Aa1 为单肢箍板截面面积；S为箍板轴线间距；Lu 为箍板的高度。 

　　 同时，必须满足以下条件：Lu/ S ≥115 

　　2、粘结型钢加固设计 

　　在加固过程中，如果要求大幅提高设计荷载，大幅提高构件的承载能力，粘钢加固往往很难满足要求。因为在已有的钢筋混凝土梁上大量粘钢板，有可能出现筋，这在工程上是不允许的，这时采用粘型钢加固就是一种有效的方法。粘型钢加固就是在梁的受拉边粘结型钢，使型钢和混凝土共同承受外荷载。粘结的型钢可采用工字钢或组合型钢。为保证型钢和混凝土共同工作，除保证结构胶的粘结外，主要通过箍板与植筋锚固的方式，以防止型钢和混凝土之间的剪切滑移破坏。在梁底粘贴型钢加固，可大幅度提高梁的承载能力，还能显着地提高梁的刚度，减小梁的变形。加固后，型钢主要受拉，混凝土受压，有效地限制混凝土的裂缝开展，提高了混凝土的耐久性。加固梁塑性设计时的基本假定为：加固梁的轴向应变符合平截面假定；状态时，受压区混凝土达到弯曲抗压强度设计值；不考虑受拉区混凝土的作用。 

　　五、结束语 

　　 混凝土结构的加固方法多种多样，但考虑到在原构件上作加固，混凝土和钢筋应力都与原构件的混凝土和钢筋应力不同步，混凝土应力前，钢筋应力滞后，因此在加固时，要做好原钢筋的应力控制，是要做好构件的构造处理，以尽量使原构件和加固部份协同工作。 

粘钢加固【电话 申工】本工程为河北联通公司的标准厂房，主体四层局部五层的框架结构。一、二层在使用期间，一、二层楼板局部出现裂缝，公司已请部门出具了鉴定报告。为安全起见，对其一、二层存在安全隐患的部位进行了补强加固。 

　　经我司会同设计单位，施工单位并请有关*共同研究一致决定对该工程进行加固补强。提出两个方案：一种是加大截面法处理，但施工复杂工期长，部分砖墙已砌好，势必造成返工浪费。考虑到该工程工期紧迫，同时为了降低加固造价，决定采用二种方案：粘钢加固法。 

　　2、加固方案设计 

　　针对该工程特点柱梁加固采用如下处理方法： 

　　2.1柱子的加固：考虑到柱混凝土强度达不到设计要求，柱子承载力和轴压比达不到规范要求，混凝土柱子加固采用钢板粘贴到梁底或板底与原柱连成一个整体，不仅提高了柱的承载力，满足了轴压比，而且能有效提高混凝土的变形应力，改善柱的延性。 

　　2.2梁的加固，加固粘贴采用两种形式，梁底或梁侧。在梁底（必须打掉粉刷层，留下钢筋保护层）贴上钢板直到柱边或梁边，梁测面粘贴不得**梁高的l/3，如遇到门窗可避开。 

　　2.3边跨边支座主梁加固 

　　边跨边支座主梁按铰接节点进行加固设计。先在柱上粘贴3mm厚钢板一块，钢板上再粘贴6mm厚钢板一块，尺寸均为600mm×300mm，并以膨胀螺栓穿过钢板锚入柱内；再选择6mm厚等腰直角三角形腋板两块焊接在柱子所粘贴钢板上，腋板尺寸为600mm x 600mm，后在梁端底部粘贴3mm厚钢板一块，尺寸为600mm×300mm，使梁端通过钢板支承于腋板上。 

　　2.4中柱两侧主梁加固 

　　该工程框架主梁为连续梁，框架柱侧面凸出于梁侧面梁上支承着楼板，应在其上部两侧面绕过柱粘贴钢板，如图7所示，设计钢板起坡为1：3。钢板宽度控制在100mm以下，为加强钢板粘贴效果，在钢板弯折处设垫板，用锚栓固紧，钢板与梁柱交角部形成的三角形空隙用环氧砂浆填实。 

　　3、粘钢施工流程 

　　3.1施工流程： 

　　粘钢加固应由施工队伍施工，其施工必须严格按工艺流程进行，工艺流程如下： 

　　粘贴面处理 → 加压固定及卸荷系统准备（根据实际情况和设计要求，卸荷步骤有时省去） → 胶粘剂配制 → 涂胶和粘贴 → 固化、卸加压固定系统 → 检验 → 维护 

　　在满足上述工艺的同时，尚应控制粘贴钢板的时间间隔，保证粘钢的固化养护。 

　　3.2操作要点 

　　（1）粘贴面处理 

　　混凝土面应凿除粉饰层，油垢、污物，然后用角磨机打磨除去1-2mm厚表层，较大凹陷处用找平胶修补平整，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，后用棉布沾清洗剂拭净表面，待粘贴面干燥后备用。 

　　钢板粘贴面应用角磨机进行粗糙、除锈处理，直至打磨出现光泽，使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布沾清洗剂拭净表面，待干燥后备用。 

　　该工序所用主要物资：护目镜、防尘口罩、冲击电锤及扁铲、手锤、角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、清洗剂。 

　　（2）加压固定及卸荷系统准备（根据实际情况和设计要求，卸荷步骤有时省去） 

　　加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去，并尽量减小施工临时荷载。 

　　加压固定宜采用千斤顶、垫板、**杆所组成的系统，该系统不仅能产生较大压力，而且加压固定的同时卸去了部分加固构件承担的荷载，能更好的使后粘钢板与原构件协同受力，加固效果好，施工效率较高。 

　　加压固定也可采用膨胀螺栓、角钢、垫板所组成的系统，该系统需要在加固构件上合适位置钻孔固定膨胀螺栓，仅能产生较小压力，不能产生卸荷效果，适合侧面钢板的粘贴。 

　　（3）胶粘剂配制 

　　建筑结构胶为A、B两组份，取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按说明书配合比混合，并用搅拌器搅拌约5-10分钟至色泽均匀为止。搅拌时好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡，配置场所宜通风良好。 

　　该工序所用主要物资：搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。 

　　（4）涂胶和粘贴 

　　胶粘剂配制好后，用腻刀涂抹在已处理好钢板面上（或混凝土表面），胶断面宜成三角形，中间厚3毫米左右，边缘厚1毫米左右，然后将钢板粘贴在混凝土表面，用准备好的固定加压系统固定，适当加压，以胶液刚从钢板边缝挤出为度。 

　　该工序所用主要物资：加压固定及卸荷系统，腻刀、手套。 

　　（5）固化、卸加压固定系统 

　　该工序所用主要物资：扳手、手套、时钟、温度计。 

　　（6）检验 

　　JGN-G型结构胶操作性能较好，正常操作可达到**的饱满度。检验时可用小锤轻击粘贴钢板，从音响判断粘贴效果，也可采用生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%，非锚固区有效粘结面积少于70%，应剥离钢板，重新粘贴。 

　　对重要构件也可采用载荷检验，一般采用分级加载至正常荷载的标准值，检测结果较直观、可靠，但费用较高，耗时也较长。需要千斤顶或配重（常用沙袋、砖块）、百分表、裂缝显微镜、衡器。 

　　（7）维护 

　　加固后钢板宜采用20mm厚M15水泥砂浆抹面保护，也可采用涂防锈漆保护，以避免钢材的腐蚀。 

　　4、施工应注意的问题 

　　要使粘钢加固成功，特别要保证加固施工的质量，除遵循一般施工原则外，结合该工程特点，施工中应注意如下几点： 

　　4.1胶结剂本身质量是粘钢加固成功与否的关键，因此必须严格控制胶结剂质量，胶结剂必须是高强度，耐久性好，具有一定弹性的，其强度必须要大于相应所加固构件强度。为确保胶结剂质量，本工程采用国家***厂家产品，并由施工单位与本人共同见证抽样送检合格后方行施工。 

　　4.2为保证粘贴钢板牢固有效，须控制钢板宽度和厚度（宽不宜大于100mm，厚宜在3mm）而框架主梁某些部位所需补强的钢板截面面积较大，须采用两层或多层粘贴（即钢板上贴钢板）。 

　　4.3胶贴剂粘贴时用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1-3mm，中间厚边缘薄为宜，粘好钢板后，必须严格保证无空鼓，否则应剥下钢板，补胶、重新粘贴。 

　　4.4考虑振动作用在锚固区增设膨胀螺栓附加锚固措施，粘钢补强加固后粘钢外表须采用Ml5水泥砂浆抹面作为钢板的密封防水防腐处理措施，其厚度对于梁不应小于20mm。 

　　5、结束语 

　　该工程已交工近两年，无发现新的裂缝，通过两年跟踪沉降观测，建筑物沉降均在设计要求范围内。