粘钢加固-保定粘钢加固

粘钢加固【电话 申工】对老化或有病害的钢筋混凝土结构进行加固是提高其耐久性、延长其使用寿命的有效办法，其主要方法有：加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支撑加固法、粘钢加固法、托梁抽柱技术、增设支撑体系及剪力墙加固法、增设拉结联系加固法、裂缝修补技术等。粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的一种加固方法。该方法优点是简单、快速、不影响结构外形，施工影响较小。外包钢加固法分湿式与干式两种。干式外包钢施工简便，但承载力提高量、整体工作性能及受力特点不如湿式外包钢有效。现将外包钢加固技术与粘钢加固技术结合起来，用新型结构胶代替乳胶水泥和环氧树脂化学灌浆，同时发挥了外包钢加固技术与粘钢加固技术的优点。本文通过对这种新型结构胶的外包粘钢柱的模型试验，探讨这种加固技术的受力性能，并以万益钢结构加工厂厂房作为工程加固研究实例，进一步说明该技术用于工程结构加固的可行性。 

　　2、建筑物结构(梁、板、柱)加固的主要原因分析 

　　建筑物在其设计使用年限内，一般都应满足安全性、适用性和耐久性三项基本功能要求，但无论是旧建筑物还是新建建筑物，都可能由于种种原因，造成其不能满足上述某项或几项功能的要求。这些原因往往在设计阶段、施工阶段或使用阶段形成： 

　　2.1在设计阶段，可能由于勘察、设计资料不全或不准，出现设计计算的错误或构造不合理等原因，造成结构构件的配筋量、断面尺寸、混凝土强度等不足，致使建筑物不能满足预定功能的要求。 

　　2.2在施工阶段，可能由于施工管理不善，或施工技术水平低下，或人为非法的偷工减料，或不按施工规范操作以及施工不慎等原因，发生主要受力钢筋放错位置以及配筋量、构件断面、混凝土强度等不符合设计，造成工程质量隐患，致使建筑物不能满足原设计功能要求。 

　　2.3在使用阶段，可能由于建筑物已经达到或过了设计使用年限，已完成其功能要求的使命而又在继续使用的；或建筑物年久失修，在尚未达到设计使用年限就已丧失某项或几项功能要求；或建筑物使用不合理，包括建筑物用途变更、载使用、使用条件或环境恶化以及人为破坏等原因；或由于自然灾害及偶然事故，致使建筑物不能满足其基本功能要求。 

　　由于上述在不同阶段形成的种种原因，导致建筑物不能满足或丧失某项或几项功能要求。为了恢复或部分恢复其原有功能或一定的功能，就应及时采取加固补强措施来满足。 

　　3、工程情况 

　　3．1该工程为工业建筑，在室内地坪某区域内，有一震源。在正常生产条件下，在夹层楼板上有明显震感。 

　　3．2所检测梁、板的混凝土设计强度等级为C25。 

　　3．3经建筑工程质量检验测试中心检测，该工程混凝土强度不到20MPa，屋面横向梁中部及纵向梁中部多处存在一定深度的裂缝；由于抗剪承载力不足，纵向梁的端部有剪切型裂缝，屋面板也多处存在裂缝。 

　　3．4材料选择 

　　水泥采用R42．5；乳胶采用805乳胶；钢材选用成钢Q235B钢；环氧树脂及固化剂为蓝星化工生产的FA4及T31；水泥砂浆为广汉中砂；焊条采用大西洋E43型焊条手工焊；环氧树脂(A组份)配比为环氧树脂(E44)：增塑剂：稀释剂一100：15：15。 

　　3．5工程设备 

　　加工钢材设备主要有钢材加工机具、焊机；打磨设备主要有角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩；制胶设备有搅拌器、容器、衡器、手套；固定设备有加压固定及卸荷系统、腻刀。 

　　4粘钢加固施工工艺 

　　4．1粘钢施工工艺流程，被粘结砼及钢板表面处理→钢板涂敷结构胶→粘贴钢板→固定→加压→固化→检验。图1为施工工艺流程 

　　图1 施工工艺流程 

　　4．2施工方法及要求 

　　（1）用轻型水磨石机磨去混凝土粘结面浮浆，清理干净后，用棉布沾清洗剂将表面擦干净，以保证胶层粘结在坚实的混凝土基材上。 

　　（2）用角向磨光机对钢板粘结面进行除锈和去粗糙处理，打磨纹理方向与钢板受力方向重直，然后用棉布沾清洗剂将粘结面擦干净，擦钢板是要顺着纹理擦，以增加钢板与结构胶层的粘结能力。 

　　（3）严格按产品使用说明要求的比例，在现场计量配制胶结剂，并搅拌均匀。 

　　（4）胶结剂配制完毕后，及时用抹刀涂敷在已处理的钢板表面，厚度以l一3mm为宜，中间厚边缘薄，然后将钢板粘贴于预定位置，以胶液刚从钢板边缘挤出为度。压钢板方木要包塑料薄膜，因结构胶不粘塑料，所以将来拆除方便。一般兼作钢板的*附加锚固措施，其埋设孔洞应与钢板于涂胶前同时准备好。 

　　（5）当胶结剂固化到70％左右强度(20℃一般24)时，即可拆去加压工具，用小锤敲击钢板检验其有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不应小于90％，非锚固区有效粘结面积不应小于70％。 

　　（6）在钢板外涂2cm厚1：2水泥砂浆，以保护钢板。 

　　4.3注意事项 

　　（1）由于配置好的结构胶发热较大，经常导致结构胶快速固化，所以应用导热较好的容器，每次配胶时不应过多（3~5kg），应及时涂抹，不应间隔太长时间而导致结构胶固化。结构胶属于易燃物品，在施工过程中应注意防火。 

　　（2）在涂抹已处理好的混凝土表面和钢板时，注意在中心轴线位置可以多涂抹些结构胶厚度在2~3mm，然后往两边厚度逐渐减小，在加压挤胶时，有利于胶体均匀分布，避免中心位置形成空鼓或胶体厚度不够。 

　　（3）当钢板面积较大时，在放置时应快速倾斜下放，避免胶体流淌和整块钢板整面接触到结构胶而在混凝土上胶体和钢板胶体之间由于空气的阻断而产生空鼓。 

　　（4）在加压时，好在钢板面上放置压条，然后再每间隔500mm位置上置上夹具，加压时夹具两边应同时施力，且间隔一个夹具加压，然后再把剩余夹具进行加压，这样可以避免沿钢板纵向胶体不均。 

　　（5）处理端部锚固时，首先应注意U型锚固环下料时应精确，避免过大造成结构胶厚度过厚导致粘结强度下降，或过小而造成锚固环套不上。加压时好在锚固环开口处打上膨胀螺丝进行加压。 

　　4.4安全措施 

　　（1）严格控制脚手架所用材料和加工质量，不得使用不合格产品。为防止钢管锈蚀，要及时涂刷防锈漆。钢管内壁每3年清理一次，扣件每3年用煤油洗净，有条件可除锈镀锌。 

　　（2）脚手架必须进行施工方案设计。特别是高层建筑，复核验算其承载力，做出完整搭设、使用、拆除方案。 

　　（3）操作人员必须持证上岗。搭设时要逐排逐跨进行。操作人员要穿防滑鞋，系安全带，佩戴安全帽。 

　　（4）操作现场应设安全围护或警示标志。 

　　（5）脚手架拆除应从上而下，逐层向下进行，严禁上下同时作业。 

　　（6）使用过程中严格遵守规定要求，严格控制施工荷载和铺板的层数。 

　　（7）必须按规定搭设安全网，以保证架上和架子周围人员安全。 

　　（8）要建立和加强脚手架检查和监督制度，消除事故隐患。 

　　4.5关键控制点： 

　　（1）工作环境的温度，由于胶本身的性能要求操作时温度在5~60℃之间。 

　　（2） 工作环境的相对湿度不大于70％，如果相对湿度过大，胶容易受潮而起鼓泡，从而影响粘贴质量。 

　　（3） 基底处理是关键工序，基底处理不应只停留在构件的表面处理，尤其对于老结构，更应对其本身检查是否有空鼓，裂缝现象，以便采取相应措施保证粘贴质量。 

　　（4） 粘贴时，一定要避免先粘后焊，因焊接温度过高，容易引起结构胶老化而失效。 

　　（5） 粘贴钢板与原构件宜采用膨胀螺栓连接。 

　　5结论 

　　5.1加固效果。柱子加同后，其轴压比和配筋都能满足设计规范要求，从而保证了结构的稳定性。采用粘钢、粘碳纤维技术进行结构加固，对构件外观无特别影响，操作简便，加固处理速度快，对生产和使用影响较小，而且科学经济，质量可靠，取得了较好的综合效果，值得很好的推广和应用。 

　　5.2粘钢补强施工中应选择可靠的粘结剂和合理的粘贴工艺。严格按照工艺规范施工，切实做好混凝土表面处理、钢板除锈和粘贴后加压固定等工作，确保有80％以上的可靠粘结，以保证补强加固的可靠性。 

　　5.3节约成本。经测算，采用此方法比其他传统加固方法降低造价约l0％。

粘钢加固【电话 申工】随着人类的不断进步，各种新型的材料越来越多的服务着这个社会，其中以粘钢为主体的建筑越来越多的被这个社会关注，成为了发展的主流。近年来，粘钢更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明粘钢建筑在我国更具有广阔的发展前景。 

　　2、粘钢加固的原因 

　　粘钢在具有强度高 、延性好、重量轻等一系列**优点的同时， 也存在着防锈及防火性能差的弱点。调查研究表明，大气中的水分在钢材上形成的水膜是引起腐蚀的决定因素， 而大气相对温度及侵蚀性介质和二氧化碳等的含量则是影响腐蚀的重要因素。在常温下，一般钢材的腐蚀临界湿度为6 O ％一 7 O ％——即大气相对湿度过此临界值，钢材的腐蚀速度会成倍甚至几倍的增加。 而大量的粘钢所处的环境是含二氧化硫的工业大气，有时建筑物所处小环境湿度达百分之9 0以上，或有多种侵蚀介质作用。对粘钢构件进行加固和检测，为了保证粘钢构件的使用安全性能，或满足因为生产工艺改变。 

　　粘钢需加固补强的常见原因有以下几点： 

　　2.1.由于设计或施工中造成粘钢缺陷，使得结构或局部的承载能力达不到设计要求，如焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多等。 

　　2. 2结构经长期使用，出现不同程度的锈蚀、磨损或节点受削弱等，达不到设计要求。 

　　2.3由于使用条件发生变化，结构上荷载增加，原有结构不能适应。 

　　2.4使用的钢材质量不符合要求。 

　　2.5意外自然灾害对结构损伤严重。 

　　2.6由于地基基础下沉，引起结构的变形和损伤。 

　　2.7有时出现结构损伤事故，需要修复。如果损伤是由于荷载过设计值或者材料质量低劣，或者是构造处理不当，那么修复工作也带有加固性质。 

　　3、粘钢加固的主要方法 

　　粘钢加固可以改变结构计算图形对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固: a.增加支撑形成空间结构并按空间结构验算； b.加设支撑增加结构刚度, 或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性； C.增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性； d.在排架结构中加强某一列柱的刚度, 使之承受大部分水平力, 以减轻其他柱列负荷； e.在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固: a.改变荷载的分布, 例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载； b.改变端部支承情况, 例如变铰接为刚结； C.增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构； d.调整连续结构的支座位置； e、将结构变为撑杆式结构；f、施加预应力。对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固: a.增设撑杆变桁架为撑杆式结构； b.加设预应力拉杆。 

　　粘钢的加固方法有，减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。 

　　3.1改变结构计算图形。改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固。改变结构计算图形的一般加固方法有：（1）对结构可采用：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性、在排架结构中加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。（2）对受弯杆件可采用：改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构、调整连续结构的支座位置、将结构变为撑杆式结构、施加预应力。等的改变其截面内力的方法进行加固。 

　　3.2加大构件截面的加固：采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。 

　　3.3连接的加固与加固件的连接：粘钢连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。粘钢加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。 

　　3.4裂纹的修复与加固：结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。 

　　4、粘钢加固技术的应用与发展 

　　4.1.钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固法用钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固钢筋混凝土结构, 虽然已有20 多年的研究历史, 但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段, 国内在这方面的研究更属刚起步。但用无机复合砂浆(或水泥砂浆)粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法, 比起用**胶做粘结剂的方法有其*有的优势(砂浆与基材间有更好的相容性、协调性、相互渗透性, 而且比**加固片材抗老化、耐火、耐久性更好), 其应用前景较好。  

　　4.2. 纤维复合材料加固法的发展趋势纤维复合材料加固法引入我国时间还很短, 但已显着地显现出其优势, 成为科研院所、大专院校研究的热点, 并得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟, 应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。根据研究现状, 这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面: 1)纤维材料加固构件的长期受力性能的深入研究; 2)纤维材料对节点加固性能的研究; 3)用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化, 如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题; 4)加强非碳纤维(玻璃纤维、芳纶纤维)材料加固构件的试验及理论研究; 5)抗疲劳加固问题的理论研究; 6)如何简化施工工艺,加强质量保证, 降低工程造价是一件十分紧迫的事情。纤维嵌入式加固法在国外研究较多, 在国内则刚刚起步, 其有待研究的问题较多, 主要有加大纤维嵌入式加固法的试验及理论研究、新型粘结材料的研究、粘结材料对界面粘结能力的研究、界面粘结破坏及劈裂破坏时截面受弯承载力的研究等。 

　　5、结语

　　通过上述的分析，粘钢工程的质量与可靠度是整个建筑体的关键，也是施工单位着重关注的部分。因此在使用阶段，建设单位应对粘钢进行定期检查或维修,必要时委托机构进行可靠性鉴定,以确保粘钢的安全性、适用性和耐久性。近几年来随着科技发展, 出现了新的加固材料和加固方法, 并且这些技术具有明显的优势, 得到了广泛的应用, 但并不能说明, 新方法新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时, 应做好各种加固方法的优势互补, 各种加固材料的取长补短, 做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。