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粘貼鋼板加固施工工法粘貼鋼板加固法是用高強(qiáng)的建筑結(jié)構(gòu)膠,將鋼板粘貼于構(gòu)件表面從而提高構(gòu)件承載力的一種加固方法。
該方法始于1967年,南非學(xué)者Fleming和King進(jìn)行了外粘鋼板替代鋼筋加固混凝土梁的試驗,試驗中將鋼板粘貼于混凝土梁底面受拉側(cè),證明了這種加固方法的可行性。
隨后十幾年時間,國內(nèi)外學(xué)者做了大量的試驗研究、理論分析和工程實踐,粘貼鋼板加固法已逐步走向成熟,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于混凝土受彎、大偏心受壓、受拉構(gòu)件的加固工程。
粘貼鋼板加固法的原理是利用膠黏劑把鋼板粘貼于原構(gòu)件表面,使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成一個新的承力系統(tǒng),鋼板參與受力,從而達(dá)到對混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的目的。外粘鋼板加固法具有以下顯著特點:
1.施工快速、工期短。該加固法施工速度快,從清理、找平、粘貼鋼板,到加壓固化,僅需1-2天時間,可大幅度節(jié)省施工時間,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2.具有良好的整體受力性能。受力較均勻,一般情況下,膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度高于混凝土抗拉強(qiáng)度,可以使鋼板與原構(gòu)件形成一個良好的整體。
3.鋼材的利用率高、用量少。
4.粘貼鋼板所占空間小,幾乎不增加被加固構(gòu)件的斷面尺寸和重量,對建筑的使用凈空、外形影響小,基本不影響構(gòu)件的外觀。
根據(jù)粘貼鋼板加固混凝土構(gòu)件的原理和受力特性,該加固方法有其適用范圍:
1.適用于鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓或受拉構(gòu)件的加固,不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件加固。
2.由于鋼板粘貼在混凝土表面,加固構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度對整個加固系統(tǒng)非常重要。所以,一般情況下,加固構(gòu)件的實測混凝土強(qiáng)度等級不得低于C15,且鋼板與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5 N/mm2。
3.由于粘貼鋼板加固系統(tǒng)中膠黏劑在超過玻璃化轉(zhuǎn)化溫度后會出現(xiàn)軟化特征,使得膠黏劑性能大幅度降低,所以在使用膠黏劑時應(yīng)遵照供應(yīng)商提供的使用溫度限制。
目前,商業(yè)用建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑玻璃化轉(zhuǎn)化溫度約在60 - 82℃之間,同時考慮到一般混凝土結(jié)構(gòu)使用溫度低于60℃,所以,粘貼鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)長期使用環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。
處于特殊環(huán)境(如高溫高濕、介質(zhì)腐蝕和等)的混凝土結(jié)構(gòu)加固,除應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采取相應(yīng)的防護(hù)措施外,尚應(yīng)采用耐環(huán)境因素作用的結(jié)構(gòu)膠黏劑,并按專門的工藝要求進(jìn)行粘貼。
粘貼鋼板加固法的一般要求
1.粘貼鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,應(yīng)將鋼板受力方式設(shè)計成僅承受軸向應(yīng)力作用。
2.粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的鋼板,其外表面應(yīng)進(jìn)行防銹蝕處理。表面防銹蝕材料對鋼板及膠黏劑應(yīng)無害。
3.采用粘貼鋼板對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時,應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
4.當(dāng)被加固構(gòu)件的表面有防火要求時,應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定的耐火等級及耐火極限要求,對膠黏劑和鋼板進(jìn)行防護(hù)。
施工工法:粘貼面處理→鉆螺栓孔→膠粘劑配制→涂膠和粘貼→檢驗→維護(hù)
1.粘貼面處理
(1)混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層,祛除油垢、污物,然后用角磨機(jī)打磨除去1-2mm厚表層,較大凹陷處用找平膠修補(bǔ)平整,打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵,后用棉布沾酮拭凈表面,待粘貼面完全干燥后備用。
(2)鋼板粘貼面應(yīng)用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙、除銹處理,直至打磨出現(xiàn)光澤,使用前若潔凈僅用干布擦拭即可。否則可用棉布沾酮拭凈表面,待完全干燥后備用。
(3)該工序所用主要物資:護(hù)目鏡、防塵口罩、沖擊電錘及扁鏟、手錘、角磨機(jī)、金剛石磨片、砂輪片、空壓機(jī)、棉布、酮。
2.鉆螺栓孔
加壓固定可采用膨脹螺栓,需要在加固構(gòu)件上合適位置鉆孔固定膨脹螺栓。
3.膠粘劑配制
(1)建筑結(jié)構(gòu)膠為A、B兩組份,取潔凈容器(塑料或金屬盆,不得有油污、水、雜質(zhì))和稱重衡器按說明書配合比混合,并用攪拌器攪拌約5-10分鐘至色澤均勻為止。攪拌時好沿同一方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡,配置場所宜通風(fēng)良好。
(2)該工序所用主要物資:攪拌器、容器、衡器、膩刀、手套。
4.涂膠和粘貼
(1)膠粘劑配制好后,用膩刀涂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,然后將鋼板粘貼在混凝土表面,用準(zhǔn)備好的固定加壓系統(tǒng)固定,適當(dāng)加壓,以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。
(2)該工序所用主要物資:膩刀、手套。
5.檢驗
(1)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(qū)有效粘結(jié)面積少于90%,非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于70%,應(yīng)剝離鋼板,重新粘貼。
(2)對重要構(gòu)件也可采用載荷檢驗,一般采用分級加載至正常荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,檢測結(jié)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。
6.維護(hù)
加固后鋼板宜采用20mm厚M15水泥砂漿抹面保護(hù),也可采用涂防銹漆保護(hù),以避免鋼材的腐蝕。
如何有效對房屋進(jìn)行抗震加固(一)抗震加固改造工作一般程序:
抗震性能鑒定→抗震加固設(shè)計→抗震加固工程施工圖審查→抗震加固工程施工方案編制→施工→驗收
(二)震損建筑加固改造前可對震損部位、構(gòu)件采用如下方法修復(fù):
1、對拉斷或受壓屈服的受壓鋼筋,用等截面等強(qiáng)度的新鋼筋替換,新鋼筋與原結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)有可靠連接;
2、對受壓破壞部分的砌體或混凝土進(jìn)行替換;
3、對裂縫視其寬度大小進(jìn)行修復(fù)或灌漿處理。
震損建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮震損情況,選擇適當(dāng)?shù)募庸谭椒▽Ψ课葸M(jìn)行抗震加固改造。
(三)房屋抗震承載力不能滿足要求時,可以選擇下列加固改造方法:
1、面層或板墻加固:在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)砂漿面層或現(xiàn)澆混凝土板墻加固;
2、修補(bǔ)和灌漿:對已開裂的墻體,可采用壓力灌漿修補(bǔ),對砌筑砂漿飽滿度差或砌筑砂漿等級強(qiáng)度低的墻體,可滿墻灌漿加固。
3、拆砌或增設(shè)抗震墻:對強(qiáng)度過低或破壞嚴(yán)重的原墻體可拆除重砌;重砌和增設(shè)抗震墻的材料可采用磚或砌塊,也可以采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土;
4、包角或鑲邊加固:在柱、墻角或門窗洞邊用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊;柱、墻垛還可以用現(xiàn)澆混凝土套加固;
5、外加柱加固:在墻體交接處采用混凝土構(gòu)造柱加固,柱應(yīng)與圈梁、拉桿成整體,或與現(xiàn)澆混凝土樓、屋蓋可靠連接;
6、支撐或支架加固:對剛度差的房屋,可增設(shè)型鋼或鋼筋混凝土的支撐或支架加固。
(四)房屋整體性不滿足要求時,可選擇下列加固改造方法:
1、當(dāng)墻體布置在平面內(nèi)不閉合時,可增設(shè)墻段形成閉合,在開口處增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框;
2、當(dāng)縱橫墻連接較差時,可采用鋼拉桿、長錨桿、外加柱或外加圈梁等加固改造;
3、樓、屋蓋板支承長度不能滿足要求時,應(yīng)增設(shè)附加支座加大支承長度、托梁或采取增強(qiáng)樓、屋蓋整體性的措施;
4、當(dāng)圈梁設(shè)置不符合鑒定要求時,應(yīng)增設(shè)圈梁當(dāng)墻體布置在平面內(nèi)不閉合時,可增設(shè)墻段形成閉合,在開口處增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框。
(五)對房屋中易倒塌的部分,可選擇下列加固改造方法:
1、懸挑構(gòu)件的錨固長度不能滿足要求時,加固工程宜采用增設(shè)托架、外包鋼套或采用減少懸挑長度的措施;
2、隔墻無拉結(jié)或拉結(jié)不牢,可采用鑲邊、埋設(shè)鐵夾套、錨筋或鋼拉桿加固改造;
3、支承大梁等的墻段抗震能力不能滿足要求時,可采用增設(shè)墻體柱、扶壁柱鋼筋混凝土柱或采用面層、板墻加固改造;
4、出屋面的煙囪、無拉結(jié)女兒墻超過規(guī)定高度時,宜拆矮或采用型鋼、鋼拉桿加固改造;
5、懸挑構(gòu)件的錨固長度不能滿足要求時,宜采用增設(shè)托架、外包鋼套或采用減少懸挑長度的措施;承重窗間墻寬度過小或抗震能力不能滿足要求時,可增設(shè)鋼筋混凝土窗框或采用面層、板墻加固改造;
當(dāng)具有明顯扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的多層砌體房屋抗震能力不能滿足要求時,可優(yōu)先在薄弱部位增設(shè)砌體墻或現(xiàn)澆混凝土墻,或在原墻增加面層;亦可采取分割平面單元,減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的措施。
建筑物地基基礎(chǔ)常見問題
1、墻體開裂
地基或基礎(chǔ)一旦發(fā)生問題,一般是通過墻體開裂反應(yīng)出來。而墻體的整體性及承載力也會因地基基礎(chǔ)的問題而削弱,甚至喪失。在實際工程中,沉降縫是經(jīng)常見到的。
2.基礎(chǔ)斷裂或拱起
當(dāng)?shù)鼗某两挡钶^大,基礎(chǔ)設(shè)計或施工中存在問題時,會引起基礎(chǔ)斷裂。
3.建筑物下沉過大
當(dāng)?shù)鼗凛^軟弱,基礎(chǔ)設(shè)計形式不當(dāng)及計算有誤時,會導(dǎo)致整座建筑物下沉過大,輕者會造成室外水倒灌,重者建筑物無法使用。例如,上海展覽館的中央大廳為箱形基礎(chǔ),1954年建成,30年后的累計沉降達(dá)1800mm。再如,墨西哥城的國家劇院建在厚層火山灰地基上,建成后沉降達(dá)3000mm,門廳成為半地下室,影響了劇院的使用。
4.地基滑動
地基滑動有兩種情況,一種是下雨、滲水后在坡地建筑物的下部開挖時而引起的地基滑動;另一種是地基普遍軟弱,設(shè)計時將地基承載力估值過高或使用時嚴(yán)重超載而引起的地基失穩(wěn),產(chǎn)生滑動事故。
5.地基液化失效
疏松的粉細(xì)砂、輕亞粘土地基,時容易產(chǎn)生液化,強(qiáng)度劇烈下降,致使建筑物傾倒和大幅度震沉。