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粘钢加固技术

来源:无锡加固公司     发布时间:2017-03-07

  粘钢加固法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。加固后的构件重量增加或减少;同时不影响构筑物的使用净空,不改变构件外形;且连接处受力均匀,不会产生应力集中。粘贴钢板加固施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

  粘贴钢板加固法,适用于因配筋量少而导致承载力不足的简支及连读梁、板的加固。相较其他同类的加固方法(如粘贴碳纤维加固),粘钢加固提升强度幅度更大。由于钢板并不像碳纤维材料那样只能承受拉力,其同样可以承受压力,所有适用性更为广泛。粘贴钢板加固法施工工期较粘贴碳纤维长,但相比较增大截面、增加纵向受力钢筋等传统加固方法依然具有绝对的优势。所以,其在工程加固领域中应用十分广泛。

  粘钢加固应用范围:

  1.本方法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

  2.本方法以环境温度不超过60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的适用条件为限,否则应采取有效防护措施。

  3.本方法所用胶粘剂是指有充分试验依据且性能满足使用要求的,并经过国家有关部门鉴定的结构胶。

  4.当构件的混凝土强度低于C15,不宜采用本方法进行加固。

  结构粘钢加固具体应用:

  (1)钢筋焊接点断裂加固

  (2)施工中漏放钢筋加固

  (3)混凝土标号达不到,提高结构强度加固

  (4)加层抗震加固

  (5)阳台根部断裂加固

  (6)牛腿接点加固

  (7)悬挂式吊车梁提高荷载加固

  (8)楼面荷载集中力加固

  (9)火灾后梁柱砼烧坏加固

  (10)混凝土柱子牛腿断裂加固

  (11)桥式吊车梁加固

  (12)薄腹梁断裂加固

  (13)爆炸冲击波破坏梁体加固

  (14)提高楼面荷载加固

  (15)屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固

  (16)断梁加固

  (17)截柱加固

  (18)减震加固

  (19)梁柱受化学腐蚀的粘钢加固

  (20)旧房改造综合加固

  (21)生命线建筑物抗震加固

  (22)剪力墙开1.6M以下的圆洞加固,开1000X 2000以下的门洞加固

  (23)桥梁断裂、旧桥维修加固

  (24)提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固

  粘钢加固施工工艺:

  一、工艺特点

  1、施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量。

  2、建筑结构胶将钢板(型钢)与混凝土紧密粘接,将加固件与被加固体合为一体,结构胶固化时间短,完全固化后即可以正常受力工作。

  二、适用范围

  1、适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

  2、使用环境温度不超过5~60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的使用条件为限,否则应采取有效的防护措施。

  3、当构件混凝上强度等级低于Cl5 时,不宜采用本法加固。

  三、施工流程

  (一)表面处理

  表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理,是最关键的工序,应认真进行。

  1、对于混凝土结合面,应根据构件表面的新旧程度,坚实程度,干湿程度,分别按一下四种情况处理:

  (1)对很旧很脏的混凝土构件的粘合面,应先用硬毛刷沾洗涤剂,刷除表面油垢物,后用冷水冲洗,再对结合面进行打磨,除去2~3mm后表层,直至完全露出新面,并用无油压缩空气吹去粉粒。处理后,若表面严重凹凸不平,可用高强树脂砂浆修补。

  (2)如果混凝土表面不是很旧很脏,则可直接对粘合面打磨,去掉1~2mm厚表层,用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。

  (3)对于新混凝土结合面,先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,再用硬毛刷粘洗涤剂洗刷表面,或用清水冲洗,待完全干后即可。

  (4)对于湿度较大的混凝土构件或龄期在3个月内的混凝土构件,因一般树脂类粘钢胶粘剂在潮湿的基础上粘结度会大幅度降低,故除满足上述要求外,还须进行人工干燥处理。

  2、对于钢板粘贴面,应根据干部锈蚀程度,分别按以下两种方法处理:

  (1)如钢板未生锈或请问腐蚀,可用喷砂、砂布或平砂轮打磨,直至出现金属光泽为止,打磨粗糙度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。

  (2)如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸浸泡20min,使锈层脱落,再用石灰水冲洗,中和酸离子,最后用平砂轮打磨出纹路。

  (二)卸载

  为减轻和消除后粘钢板的应力和应变滞后现象,粘钢板前宜对构件进行适量卸载。

  (三)配粘钢胶

  我公司使用的粘钢胶粘剂分为甲、乙组分,须在使用时于现场临时配置。配置原则尚应按产品使用说明书规定进行,单由于粘钢胶的时效性较强,使用前还须进行现场试配,根据当时当地的气温条件及存放时间进行适当调整,选择各项力学指标最优的配比。按选定的配比称量,将甲、乙组分分别倒入干净容器,按同一方向进行机械搅拌,至色泽完全均匀为止。

  (四)粘贴

  粘钢胶粘剂配置好后,用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面,为使粘钢胶能充分浸润,渗透、扩散、粘附于结合面,宜先用少量粘钢胶于结合面来回刮抹数遍,再添抹至所需厚度(1~3mm),中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。若是立面粘贴,为防止流淌,则可加一层蜡玻璃丝布,钢板粘贴后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示粘贴密实,否则应剥下钢板,补粘钢胶,重新粘贴。

  (五)固化

  粘钢胶粘剂一般都是指在常温(20℃)下固化,经24h即拆除夹具或支撑,3d后即可受力使用。若气温低于0℃,应采取人工加温,一般用红外线加温。在固化期内不得对钢板有任何扰动。

  (六)防腐处理

  外部粘钢加固钢板,应按设计要求进行防腐处理。当外抹砂浆保护层防腐时,为利于砂浆粘结,可与钢板粘结或外包一层钢丝网或粘一层豆石,并在抹灰时涂抹一道混凝土界面剂。

  (七)检验

  粘钢的同时必须以相同条件配置钢-钢拉伸剪切试件及钢-混凝土双剪试件各5个,进行粘贴抗剪强度试验。钢-钢粘结抗剪强度设计值不得低于该种粘钢胶的相应规定,钢-混凝土抗剪破坏必须发生在混凝土上。

  加固构件的粘钢质量,一般采用非破损检验,即外观检查钢板边缘溢粘钢胶色泽、硬化程度,以小锤锤击钢板检验钢板的有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不应小于90%。

  混凝土结构粘钢加固施工方案

  1 引言

  有些混凝土结构在使用一定的年限后,混凝土腐蚀,钢筋锈蚀,承载力下降;有些新建或在建的工程,由于设计或施工不当;有些工程面临功能改变,荷载增加等等,这些都需要对结构进行加固,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远行状况和提高承载力,是目前较为普遍的一种加固方法。

  2 工程概况

  该工程于2003年上半年开始施工,该工程为七层半框架结构,桩基为沉管灌注桩,上部结构使用普硅425#水泥。由于进行同批水泥性能试验时,发现3天、7天水泥强度合格,但28天水泥强度不合格。为此,我司立即委托有资质检测单位对该工程底层柱用超声回弹综合法检测,检测结果表明1~3层大部分梁柱混凝土强度低于原C25设计强度等级。

  经我司会同设计单位,施工单位并请有关专家共同研究一致决定对该工程进行加固补强。会上提出两个方案: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,住户入住后施工条件有所限制,同时为了降低加固造价,决定采用第二种方案:粘钢加固法。

  3 加固方案设计

  3.1加固设计主要依据《混凝土结构加固技术规范》(CECS25—90)进行。

  (1) 粘钢加固法承载力计算:

  fcmbx=fyAs+0.9fayAa—fy/As/

  Mu=fcmbx(h01-x/2)+ fy/As/(h01-as/)

  (2) 钢板加固粘接长度计算:

  L1≥2fayta/fcv

  3.2针对该工程特点柱梁加固采用如下处理方法:

  (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)

  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,梁测面粘贴不得高于梁高的l/3,如遇到门窗可避开,

  (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,最后在梁端底部粘贴3mm厚钢板一块,尺寸为600mm×300mm,使梁端通过钢板支承于腋板上。

  (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,如图七所示,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。

  4 粘钢施工流程

  4.1施工流程:

  粘钢加固应由专业施工队伍施工,其施工必须严格按工艺流程进行。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。

  4.2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:

  (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,本工程采用国家指定名牌厂家产品,并由施工单位与本人共同见证抽样送检合格后方行施工。

  (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)。

  (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)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。

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