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粘鋼如何達到加固效果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已得到廣泛應(yīng)用,但由于使用荷載變更等問題,為了結(jié)構(gòu)的安全性得到保障,進而需要進行加固處理。粘鋼法作為一種施工工藝簡單,加固效果明顯且施工工期短的加固方法,在實際工程應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。接下來我們進一步討論粘鋼法如何提高混凝土梁的承載力以及使用粘鋼法都有哪些注意事項?,F(xiàn)在加固施工技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣,除了我們常見的建筑物,橋梁、道路等建筑物為了提高其承重能力和穩(wěn)定性,也為了延長其使用年限,會使用多種加固方式,在眾多的加固方式中,粘鋼加固也是其中一種。
鋼筋混凝土粱是由鋼筋和混凝土兩種力學(xué)性質(zhì)差異很大的材料組成的受彎構(gòu)件,混凝土抗壓性能好但是其抗拉性能差,據(jù)試驗證明混凝土的抗拉強度僅為其抗壓強度的10%;然而相對來說鋼筋的其抗拉強度與抗壓強度都比較好。
對于鋼筋混凝土梁來說,一般都為受彎構(gòu)件,在荷載作用下,整個梁的上部為受拉區(qū)域,下部為受拉區(qū)域,由于混凝土抗拉強度很低,在不大的荷載作用下,素混凝土梁就會在受拉區(qū)開裂而產(chǎn)生破壞。由于鋼筋受拉性能良好,如果在梁的受拉區(qū)下邊緣配置適量鋼筋就能很好的解決這一問題,使得混凝土梁的抗壓性能得到充分發(fā)揮。進一步來說,對于以澆筑好的混凝土梁來說,如果因為其出現(xiàn)抗彎能力不足的時候,可以采用增大其截面配筋率,使更多的混凝土參與受壓,從而達到提高梁的抗彎性能,達到加固補強的目的。其實,在我們的生活中,粘鋼加固的使用案例還是挺多的,只不過大家不熟悉而已。
使用粘鋼法加固混凝土梁相對于其它加固方法來說,具有以下優(yōu)點:
1、相對于增大截面加固法來說,粘鋼法基本不會增加構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的荷載,且不會改變原結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系和受力形式;
2、粘鋼加固不僅補充了原構(gòu)件鋼筋的不足,有效提高原構(gòu)件承載力,而且還通過大面積的鋼板粘貼,有效的保護了原混凝土構(gòu)件,限制了裂縫的開展,提高了原構(gòu)件的剛度和抗裂能力;
3、采用結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板與混凝土構(gòu)件粘結(jié)成一個整體,并通過結(jié)構(gòu)膠將上部荷載傳遞給鋼板,是鋼板與原構(gòu)件共同承擔(dān)荷載,減少了施工工期,基本不會影響正常的生活與生產(chǎn)。
4、粘鋼技術(shù)還有良好的經(jīng)濟效益,與傳統(tǒng)的鋼筋混土加固方法相比一般可節(jié)約10%—20%的造價。
但是除了這些優(yōu)點之外,粘鋼加固在鋼板端部會有較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象,故此需要在鋼板的端部采用錨栓加固,錨栓可以部分抵消鋼板與梁底的滑移,從而提高梁的延性及整體工作性能。
在此過程中粘鋼膠品質(zhì)的優(yōu)劣往往決定了加固效果的好壞,在選擇粘鋼膠的時候不應(yīng)該僅僅只關(guān)注其力學(xué)性能,因為現(xiàn)在加固改造施工環(huán)境復(fù)雜,在實際情況中往往會遇到一些特殊環(huán)境,例如高溫環(huán)境進行粘鋼加固,在這種情況之下就需要選擇制耐高溫結(jié)構(gòu)膠進行施工。粘鋼,顧名思義就是通過結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,使之與基材緊密結(jié)合,從而達到加固的目的。
粘鋼應(yīng)用的發(fā)展及施工技術(shù)自新中國成立以來,我國修建了大量的混凝土及鋼筋混凝土建筑,如按照設(shè)計基準(zhǔn)期為50年來說,這些建筑已經(jīng)逐步進入中年期或老年期,其中多數(shù)建筑已有不同程度的損壞和老化,如出現(xiàn)裂縫、滲漏、混凝土剝落、缺損、鋼筋銹蝕等,急需加固修復(fù)處理。至此導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)加固補強在近幾年得到了長足的發(fā)展,根據(jù)有關(guān)實驗研究及理論分析目前主流混凝土加固技術(shù)可分為增大截面加固、外包剛加固、預(yù)應(yīng)力加固以及改變結(jié)構(gòu)體系加固等方法。4卸荷的兩種方式:a、直接卸荷:即將混凝土構(gòu)件上所有活荷載轉(zhuǎn)移撤掉,使構(gòu)件處于自重荷載作用下,降低構(gòu)件因外部荷載引起的內(nèi)部應(yīng)力。
雖然多種方法都能達到為混凝土結(jié)構(gòu)加固補強的目的,但是就簡化施工,滿足生產(chǎn)需求來說,又都存在不足。如施工周期長,占據(jù)使用空間;而粘鋼加固法的使用范圍卻與之大不相同,粘鋼加固適用于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的加固,且在采用粘貼鋼板對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固時,需要在加固之前對所加固構(gòu)件進行卸載處理。構(gòu)件尺寸增大,加固費用高等等,而粘鋼加固仗著施工便捷等優(yōu)勢,在這些加固技術(shù)當(dāng)中脫穎而出,在加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
在我國粘鋼加固次應(yīng)用是在1978年遼陽石油化纖公司廠區(qū)加固工程中,當(dāng)時化纖公司采購一批設(shè)備在安裝過程中,發(fā)現(xiàn)建筑因為設(shè)計計算失誤而造成一部分梁板柱承載力不足,出現(xiàn)裂縫,且當(dāng)時常規(guī)加固方法已不能滿足加固需求,經(jīng)過嚴(yán)格的討論分析,終決定采用粘鋼法對其進行加固,經(jīng)設(shè)備安裝、試生產(chǎn)、大修和長生產(chǎn)周期的使用,所有補強部位狀態(tài)良好。本方法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。
至此說了粘鋼加固的首例應(yīng)用,那么粘鋼加固技術(shù)施工都有哪些要求呢?
1、構(gòu)件表面處理。對老舊混凝土構(gòu)件應(yīng)將其粘貼鋼板部位進行打磨(約除去2~3mm),直至露出混凝土新面,并用壓縮空氣機將其表面浮灰進行處理,好是用脫脂棉球蘸酮對表面進行處理;對于新混凝土面,可直接用鋼絲刷刷去表面松浮物,再將其進行處理。
2、鋼板粘貼前處理。鋼板粘接面也需要進行清污、除銹和打磨等前期處理。可采用噴砂、手砂輪或紗布直接打磨,直至出現(xiàn)金屬光澤,然后用脫脂棉蘸酮搽拭干凈。
3、構(gòu)件卸荷或支撐。粘貼鋼板前,應(yīng)對被加固構(gòu)件進行卸荷處理或做必要支撐,待結(jié)構(gòu)膠完全固化之后,才可拆除支撐。
4、結(jié)構(gòu)膠制備,在結(jié)構(gòu)膠使用之前,需在現(xiàn)場進行質(zhì)量檢測,合格后方可使用,使用時嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明書配比進行混合,并按同一方向攪拌至色澤均勻,切記不可隨意改變結(jié)構(gòu)膠使用配比,防止結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)質(zhì)變影響結(jié)構(gòu)安全。
5、在鋼板上涂抹結(jié)構(gòu)膠的時候,膠層厚度應(yīng)保證3~5mm且中間厚兩邊薄,貼好鋼板厚應(yīng)對其進行檢測,對有空鼓的地方需進行補膠處理。
4、的來說粘鋼加固方法安全可靠,施工方便,既可以用作結(jié)構(gòu)加固補強,又能加大構(gòu)件剛度,可大幅提高構(gòu)件承載力和抗彎剛度,增強其延伸性和疲勞性。U型箍需要根據(jù)構(gòu)造要求至少在鋼板端部與集中荷載作用點兩側(cè)設(shè)置,當(dāng)設(shè)計計算鋼板延伸長度不足,或者要進行斜截面受剪承載力加固時,需另行布置。不僅適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修補和病害處理,還可用與提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的一些改擴建工程,是一種切實可行補強加固方法
植筋和粘鋼加固技術(shù)在改造工程中的應(yīng)用! 隨著改建工程的日益增多,植筋和粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。上海某商場改造工程,由于局部功能改變以及外觀造型的要求,在原有的基礎(chǔ)上進行改造。主要改造內(nèi)容如下:27層核心筒外加一層鋼框架結(jié)構(gòu),核心筒頂部增加鋼網(wǎng)架,原涂料外墻改為鋁單板幕墻和玻璃幕墻。同時應(yīng)指出的是,粘鋼加固工程的這個檢驗項目,在一定程度上還屬于間接的檢驗方法。
植筋技術(shù)及注意事項
本工程在拆除標(biāo)高92.1m以上原有砼構(gòu)件后,用鋼框架結(jié)構(gòu)體系增加一層,鋼柱利用植入下部原有砼柱的地腳錨栓加固,上部利用鋼梁作為結(jié)構(gòu)支撐。故螺栓的植入非常關(guān)鍵。
1、施工準(zhǔn)備:
1.1材料準(zhǔn)備
悍馬HM-500植筋膠、注膠槍、吹氣泵、螺栓、鋼絲刷、放線工具、電錘、鉆頭等。
1.2圖紙核定。對要植筋部位的結(jié)構(gòu)截面、部位等與設(shè)計人員一起論證。因植筋要求鉆孔達到一定深度,柱腳螺栓Ф24設(shè)計孔深600mm,Ф30螺栓孔深750mm,對原結(jié)構(gòu)植筋位置的核查,深度完全可以滿足設(shè)計要求。
2、定位放線
定位放線是關(guān)鍵,直接關(guān)系到后面的鉆孔。定位放線之前,要先熟悉原有結(jié)構(gòu)圖,根據(jù)其配筋情況,放出每根待植筋位置。對于在原有柱頂上植柱筋時,因鉆孔時很可能會破壞原有保護層,因此植筋時往往要預(yù)留足夠的保護層或把筋植在原柱外排縱向筋里口。
放線時要適當(dāng)調(diào)整。放線時鋼筋工長在場指導(dǎo),遇到問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。
3、鉆孔
?。?)、采用水鉆成孔,鉆孔內(nèi)碎屑應(yīng)用潔凈水沖洗干凈,并晾曬至干燥。鉆孔孔徑d 4~8mm(小直徑鋼筋取低值,大直徑鋼筋取高值,d為鋼筋、螺栓直徑)。鉆孔前根據(jù)所植鋼筋規(guī)格選好對應(yīng)的鉆頭型號。
?。?)、在鉆孔過程中有可能碰到鋼筋導(dǎo)致鉆頭打滑,往往容易出安全事故,因此鉆孔人員在腳手架或空中作業(yè)時,一定要帶好安全帽、系好安全帶。
?。?)、鉆孔孔深根據(jù)圖紙要求,地腳螺栓GZ1部位孔深600mm,GZ2部位孔深750mm,單根拉拔試驗錨固力一般不大于鋼材屈服力值。
(4)、孔道要垂直于原構(gòu)件的截面,以便充分發(fā)揮鋼筋的握裹力。植一根筋在鉆孔過程中,碰到鋼筋鉆不進時,可根據(jù)原構(gòu)件的配筋情況上下或左右移位,移動距離為原構(gòu)件鋼筋直徑D。鋼板與混凝土表面的整潔度是保證粘接能力的一大要素,施工時應(yīng)注意混凝土與鋼板表面油污、灰塵、以及潮濕等的處理,防止因粘結(jié)效果差引起的剝離破壞。第二根鋼筋鉆孔時根據(jù)原構(gòu)件鋼筋分布間距再做相應(yīng)調(diào)整,切忌隨處鉆孔,把原構(gòu)件打成蜂窩狀而損傷原構(gòu)件。
4、清孔
(1)、鉆孔完畢,檢查孔深、孔徑合格后將孔內(nèi)粉塵用壓縮空氣吹出,然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈,再次壓縮空氣吹孔,應(yīng)反復(fù)進行3~5次,直至孔內(nèi)無灰塵碎屑,后用棉布蘸酮拭凈孔壁,將孔口臨時封閉??變?nèi)酮未揮發(fā)之前,不得注膠。如環(huán)境溫度低于5°C,施工作業(yè)時必須采取加溫措施直至結(jié)構(gòu)膠完全固化。若有廢孔,清凈后用植筋膠填實。
?。?)、鉆孔孔內(nèi)應(yīng)保持干燥。
5、驗孔
在注膠前檢驗孔內(nèi)是否清理干凈,檢驗孔深及孔徑是否滿足要求;
6、鋼材除銹
鋼材錨固長度范圍的鐵銹、油污應(yīng)清除干凈(新鋼筋、螺栓的青色氧化外皮也應(yīng)除去),并打磨出金屬光澤,采用角磨機和鋼絲輪片速度較快。
7、注膠
把悍馬HM-500植筋膠放入膠槍內(nèi),安裝混合頭,扣動膠槍,兩組份通過混合同時會按規(guī)定的比例自動混合。從混合頭中流出的前兩槍膠不能夠使用,從第三槍開始往孔內(nèi)注膠,注膠時保證混合頭從孔底開始注起,待注到空深的三分之二時,停止注膠。
8、植筋
植入鋼筋時,注意邊旋轉(zhuǎn),邊用小錘敲擊,并觀察做好的標(biāo)記,慢慢進入預(yù)定深度,以便把孔內(nèi)氣體排出,確保鋼筋錨固密實。
9、固化、保護
鋼筋植好后,結(jié)構(gòu)膠要有一定的時間使其固化,在此期間內(nèi),要注意成品的保護,防止鋼筋擾動。
10、檢驗
待植筋膠固化后可隨機抽檢,由具有檢測資質(zhì)的檢測單位檢驗可用千斤頂、錨具、反力架組成的系統(tǒng)作拉拔試驗。拉拔時尤其要注意用墊板墊平整,以防拉拔時把原構(gòu)件保護層壓壞。一般加載至鋼材的設(shè)計力值,檢測結(jié)果直觀、可靠。
粘鋼技術(shù)及注意事項
本工程用粘鋼板法對第二十層至二十九層頂部分核心筒墻體進行加固,對第二十九層結(jié)構(gòu)樓面部分梁進行加固。墻體粘鋼有三處,一處在核心筒東北角,用160×12等邊角鋼增強結(jié)構(gòu)強度,另兩處分別用10mm厚600、650寬鋼板單面加固。梁側(cè)面粘鋼有六處,均位于原剪力墻有預(yù)留洞口處,每處都在結(jié)構(gòu)樓面及預(yù)留洞口頂部進行上下兩道加固。構(gòu)件外部粘鋼加固法是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力分析計算結(jié)果和受力特征,應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板粘貼于強度不滿足受力要求的混凝土構(gòu)件外部相應(yīng)部位,以達到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補強加固方法。除一處為單面4mm厚鋼板加固外,其余均為雙面4mm鋼板加固,并用M12螺栓對拉錨固。
1、施工準(zhǔn)備
?、俨牧蠝?zhǔn)備
悍馬HM-120M灌注型粘鋼膠膠、悍馬HM-120ML裂縫修補膠、角磨機、空氣壓縮機、酮、螺栓、鋼絲刷、電錘、鉆頭等。
?、趫D紙核定
根據(jù)原設(shè)計,兩處剪力墻為5mm厚鋼板雙面加固,并用M12化學(xué)螺栓對拉錨固,通過現(xiàn)場核查,加固結(jié)點內(nèi)側(cè)為電梯井,而施工期間電梯需正常運轉(zhuǎn),無法安裝。經(jīng)過設(shè)計人員重新驗算,改為10mm厚鋼板單面加固。
2、基層表面處理
本工程墻體抹灰層較厚,經(jīng)初步定位放線外延3cm進行剔鑿,然后用角磨機打磨去除混凝土表面1-2mm厚表層,打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵,后用棉布蘸酮拭凈表面,保持干燥備用。
3、彈線。在擬粘鋼部位把線彈好,確保各段粘鋼在同一直線上。
4、植入螺栓。采用Ф12螺栓,160角鋼每邊植入一排螺栓,間距400mm。10mm厚鋼板植入三排螺栓,間距400mm,錯開布置,錨固深度280mm。
5、鋼板下料及表面處理
因剪力墻粘鋼加固過長(12m)無法一片成形,需要分段斷開。每處分為三段,每段4m。
鋼板粘接面,須進行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕,可用打磨機打磨,直至出現(xiàn)金屬光澤。磨粗糙度越大越好,打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直,然后用棉絲沾酮擦拭干凈。
6、將加工好的鋼板,按每塊鋼板粘貼位置劃出與螺栓掛接孔位,將鋼板和角鋼打孔,孔徑比螺栓稍大1~2mm,即為13~14mm。
7、鋼板安裝
將加工好的鋼板由下往上安裝,螺栓擰緊固定。固定好后兩鋼板連接處采用坡口單面焊接。
8、現(xiàn)場配膠
灌注膠使用前應(yīng)進行現(xiàn)場質(zhì)量檢驗,合格后方能使用,按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定配制,注意攪拌時應(yīng)避免雨水進入容器,按同一方向進行攪拌,容器內(nèi)不得有油污,盡量避免混入空氣形成氣泡。
配制灌注膠嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)膠說明書提供的配比配制,攪拌均勻后方可使用。配膠應(yīng)根據(jù)用量配制,用多少配多少,配好的膠必須在30~45min內(nèi)用完,多余的作廢料處理,不得再用。
9、注膠
鋼板固定完畢后,用裂縫修補膠將鋼板周圍封閉留出排氣孔,并在有利灌漿處貼漿嘴,待灌漿嘴粘牢后,打氣試壓,從灌漿嘴通入壓縮空氣,凡漏氣處,應(yīng)予以修補密封至不漏為止。壓力將灌注膠從灌漿嘴壓入,當(dāng)排氣孔出現(xiàn)漿液后停止加壓并堵孔,再以較低壓力維持注膠后方可停止注膠。多層粘鋼,便在一定程度上彌補了這樣的問題,在實際操作中,也有較多的使用。注膠后不應(yīng)再對鋼板型鋼進行移動、焊接。
檢驗時可用小錘輕擊粘貼鋼板,以回聲來判斷粘貼效果。若粘貼面積小于90%,則判定為粘結(jié)無效,需重新施工。
11、成品保護
對粘貼到位的構(gòu)件做好標(biāo)示工作,提醒其他人員防止在結(jié)構(gòu)膠固化時間內(nèi)對粘貼鋼材擾動,粘貼3天后,鋼板刷防銹漆3道。
通過植筋和粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用,滿足了大廈功能及外觀改造的需要。隨著改建、擴建工程的增加,加固技術(shù)將得到更為廣泛的應(yīng)用。