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粘鋼加固在混凝土結構工程上的應用?

1、工程概況

本工程為河北聯通公司的標準廠房,主體四層局部五層的框架結構。壹、二層在使用期間,壹、二層樓板局部出現裂縫,公司已請專業部門出具了鑒定報告。為安全起見,對其壹、二層存在安全隱患的部位進行了補強加固。

經我司會同設計單位,施工單位並請有關專家***同研究壹致決定對該工程進行加固補強。提出兩個方案:壹種是加大截面法處理,但施工復雜工期長,部分磚墻已砌好,勢必造成返工浪費。考慮到該工程工期緊迫,同時為了降低加固造價,決定采用第二種方案:粘鋼加固法。

2、加固方案設計

針對該工程特點柱梁加固采用如下處理方法:

2.1柱子的加固:考慮到柱混凝土強度達不到設計要求,柱子承載力和軸壓比達不到規範要求,混凝土柱子加固采用鋼板粘貼到梁底或板底與原柱連成壹個整體,不僅提高了柱的承載力,滿足了軸壓比,而且能有效提高混凝土的變形應力,改善柱的延性。

2.2梁的加固,加固粘貼采用兩種形式,梁底或梁側。在梁底(必須打掉粉刷層,留下鋼筋保護層)貼上鋼板直到柱邊或梁邊,梁測面粘貼不得高於梁高的l/3,如遇到門窗可避開。

2.3邊跨邊支座主梁加固

邊跨邊支座主梁按鉸接節點進行加固設計。先在柱上粘貼3mm厚鋼板壹塊,鋼板上再粘貼6mm厚鋼板壹塊,尺寸均為600mm×300mm,並以膨脹螺栓穿過鋼板錨入柱內;再選擇6mm厚等腰直角三角形腋板兩塊焊接在柱子所粘貼鋼板上,腋板尺寸為600mmx600mm,最後在梁端底部粘貼3mm厚鋼板壹塊,尺寸為600mm×300mm,使梁端通過鋼板支承於腋板上。

2.4中柱兩側主梁加固

該工程框架主梁為連續梁,框架柱側面凸出於梁側面梁上支承著樓板,應在其上部兩側面繞過柱粘貼鋼板,如圖7所示,設計鋼板起坡為1:3。鋼板寬度控制在100mm以下,為加強鋼板粘貼效果,在鋼板彎折處設墊板,用錨栓固緊,鋼板與梁柱交角部形成的三角形空隙用環氧砂漿填實。

3、粘鋼施工流程

3.1施工流程:

粘鋼加固應由專業施工隊伍施工,其施工必須嚴格按工藝流程進行,工藝流程如下:

粘貼面處理→加壓固定及卸荷系統準備(根據實際情況和設計要求,卸荷步驟有時省去)→膠粘劑配制→塗膠和粘貼→固化、卸加壓固定系統→檢驗→維護

在滿足上述工藝的同時,尚應控制粘貼鋼板的時間間隔,保證粘鋼的固化養護。

3.2操作要點

(1)粘貼面處理

混凝土面應鑿除粉飾層,油垢、汙物,然後用角磨機打磨除去1-2mm厚表層,較大凹陷處用找平膠修補平整,打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵,最後用棉布沾丙酮拭凈表面,待粘貼面完全幹燥後備用。

鋼板粘貼面應用角磨機進行粗糙、除銹處理,直至打磨出現光澤,使用前若潔凈僅用幹布擦拭即可。否則可用棉布沾丙酮拭凈表面,待完全幹燥後備用。

該工序所用主要物資:護目鏡、防塵口罩、沖擊電錘及扁鏟、手錘、角磨機、金剛石磨片、砂輪片、空壓機、棉布、丙酮。

(2)加壓固定及卸荷系統準備(根據實際情況和設計要求,卸荷步驟有時省去)

加固構件所承受的活荷載如人員、辦公機具宜暫時移去,並盡量減小施工臨時荷載。

加壓固定宜采用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統,該系統不僅能產生較大壓力,而且加壓固定的同時卸去了部分加固構件承擔的荷載,能更好的使後粘鋼板與原構件協同受力,加固效果最好,施工效率較高。

加壓固定也可采用膨脹螺栓、角鋼、墊板所組成的系統,該系統需要在加固構件上合適位置鉆孔固定膨脹螺栓,僅能產生較小壓力,不能產生卸荷效果,適合側面鋼板的粘貼。

(3)膠粘劑配制

建築結構膠為A、B兩組份,取潔凈容器(塑料或金屬盆,不得有油汙、水、雜質)和稱重衡器按說明書配合比混合,並用攪拌器攪拌約5-10分鐘至色澤均勻為止。攪拌時最好沿同壹方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡,配置場所宜通風良好。

該工序所用主要物資:攪拌器、容器、衡器、膩刀、手套。

(4)塗膠和粘貼

膠粘劑配制好後,用膩刀塗抹在已處理好鋼板面上(或混凝土表面),膠斷面宜成三角形,中間厚3毫米左右,邊緣厚1毫米左右,然後將鋼板粘貼在混凝土表面,用準備好的固定加壓系統固定,適當加壓,以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。

該工序所用主要物資:加壓固定及卸荷系統,膩刀、手套。

(5)固化、卸加壓固定系統

該工序所用主要物資:扳手、手套、時鐘、溫度計。

(6)檢驗

JGN-G型結構膠操作性能極好,正常操作可達到100%的飽滿度。檢驗時可用小錘輕擊粘貼鋼板,從音響判斷粘貼效果,也可采用超生儀檢測。若錨固區有效粘結面積少於90%,非錨固區有效粘結面積少於70%,應剝離鋼板,重新粘貼。

對重要構件也可采用載荷檢驗,壹般采用分級加載至正常荷載的標準值,檢測結果較直觀、可靠,但費用較高,耗時也較長。需要千斤頂或配重(常用沙袋、磚塊)、百分表、裂縫顯微鏡、衡器。

(7)維護

加固後鋼板宜采用20mm厚M15水泥砂漿抹面保護,也可采用塗防銹漆保護,以避免鋼材的腐蝕。

4、施工應註意的問題

要使粘鋼加固成功,特別要保證加固施工的質量,除遵循壹般施工原則外,結合該工程特點,施工中應註意如下幾點:

4.1膠結劑本身質量是粘鋼加固成功與否的關鍵,因此必須嚴格控制膠結劑質量,膠結劑必須是高強度,耐久性好,具有壹定彈性的,其強度必須要大於相應所加固構件強度。為確保膠結劑質量,本工程采用國家指定名牌廠家產品,並由施工單位與本人***同見證抽樣送檢合格後方行施工。

4.2為保證粘貼鋼板牢固有效,須控制鋼板寬度和厚度(寬不宜大於100mm,厚宜在3mm)而框架主梁某些部位所需補強的鋼板截面面積較大,須采用兩層或多層粘貼(即鋼板上貼鋼板)。

4.3膠貼劑粘貼時用抹刀同時塗抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上,厚度1-3mm,中間厚邊緣薄為宜,粘好鋼板後,必須嚴格保證無空鼓,否則應剝下鋼板,補膠、重新粘貼。

4.4考慮振動作用在錨固區增設膨脹螺栓附加錨固措施,粘鋼補強加固後粘鋼外表須采用Ml5水泥砂漿抹面作為鋼板的密封防水防腐處理措施,其厚度對於梁不應小於20mm。

5、結束語

該工程已交工近兩年,無發現新的裂縫,通過兩年跟蹤沈降觀測,建築物沈降均在設計要求範圍內。

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