粘钢加固在混凝土结构中的应用

粘钢加固在混凝土结构中的应用

刘细玉

广船国际有限公司广东广州510000

摘要：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。文章结合广船国际饭堂综合楼改造工程，就构件粘钢加固的方案设计、计算方法和施工要点进行了论述，对建筑混凝土结构进行粘钢加固具有一定的指导意义。

关键词：混凝土结构；粘钢加固；加固设计；施工工艺

1引言

随着现代化建筑技术的飞速发展，我们的建筑面临着新的挑战。混凝土框架作为最普遍的结构形式之一，有诸多优点，但由于建筑物老化、存在薄弱部位、使用功能改变、遭遇灾害等原因，使框架结构承载力、刚度、稳定性不断下降，造成结构安全隐患。所以，对现有框架结构进行补强与加固已经成为建筑行业的一个热点。就目前来看，加固建筑结构的方式类型比较多样化，包括碳纤维加固法、注浆加固法、化学植筋技术加固法、粘钢技术加固法以及增大加固法几类。其中，粘钢加固技术是国外研究和应用最早的“一种粘贴加固技术”，工程应用始于20世纪60年代，具有自重轻、所占空间小、施工周期短、安全可靠、施工方便等特点，既可补强加固，又可加大刚度，大幅度提高其承载力，增强其延性，被广泛应用到建筑施工过程中。

2工程概况

广州广船国际股份有限公司饭堂加层改造工程，位于广州市荔湾区，工程为六层综合楼，局部两层，结构形式为钢筋混凝土框架结构，框架跨度最小为6米，最大为8.8米，综合楼平面如图1所示。

此综合楼框架主梁横竖向规格为300x700，竖向为250x650，次梁规格为200x500，现浇板为100，层高1-2层为3.8米，3-6层为3.4米。

由于饭堂南面局部需拆除，导致饭堂面积不满足使用要求，在局部2层的部分增加一层，六层部分局部改变使用功能，经过计算需对该工程进行加固处理。

3加固设计

3.1计算分析

因更换原有房屋的使用功能及加层处理，通过分析之前的结构施工图，对现有荷载进行重新分析计算，并对现有梁柱进行结构强度检测，结果显示部分梁柱结构承载力不满足强度要求，决定对此工程进行加固处理-----粘钢加固处理。

3.2加固方案

通过调查研究，为了能够降低施工周期，同时缩减工程成本，整个实施过程选取粘钢补强加固方案。把框架主梁所有截面能够承载的最高水平，看成是策划加固方案的凭证。

3.3计算手段

在加固领域，国家颁布了《混凝土结构加固设计规范》（GB50367—2006）。本设计严格按照这一规范执行。跨中受弯构件正截面受拉区的加固措施，可通过将钢板黏附在受拉区外层来实现加固。为了让工程实施操作过程更加便捷，中柱的两边框架主梁负弯矩区的正截面承载力的加固措施是把钢板黏着在梁的两边的板面上，粘贴的范围为4倍板厚，贴有钢板的板面截面图如图2所示。

4粘钢加固的工程实施

4.1加固所选用的标准

饭堂综合楼施工时，框架梁选用C25混凝土，混凝土的抗压强度高于15MPa符合国家规范标准，我国自主生产的JGN建筑结构胶为本工程使用的黏结剂，钢板和混凝土的复合抗剪强度超出混凝土本身的抗剪强度，同时还存在较高的耐久性与弹性，具有很好的力学性能，试验得到的抗剪强度为3.15MPa。粘钢加固钢板的钢材选用Q235，厚度约为3mm，这样能够降低工程实施过程中的粘贴难度。

4.2构件表面的处理操作

在施工过程中，需要将钢板混凝土黏着结实，这就要求黏着面平整干净，需要使用质地坚硬的刷子配合强力去污剂刷擦黏着面表面，这样一来便能够去除黏着面外侧的油污，然后使用冷水将外表冲洗干净。

紧接着将黏着面表面打磨光滑，将厚度为2～3mm的粗糙外侧面打磨掉，一直到黏着面显现全新的界面，然后将打磨产生的粉尘和颗粒通过无油压缩空气除掉。如果混凝土的黏着面比较新且油污较少，就不需要借助去污剂，直接打磨黏着面，将厚度为1～2mm的粗糙外侧面打磨掉，一直到黏着面显现全新的界面，然后将打磨产生的粉尘和颗粒通过无油压缩空气或者清水冲洗除掉，最后使用丙酮将表面擦拭干净。同时还应当对钢板的黏着面采取除锈以及粗糙处理，来提升其黏着性。若钢板没有生锈的迹象，或是轻度生锈，可直接使用喷砂、砂布或者平砂轮等对钢板表面进行打磨，打磨到表面显现出金属光亮为止。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，最后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净，若钢板外表锈蚀程度很大，应当选取一定浓度的盐酸在钢板表面浸泡20min，让所生成的锈完全去除，然后使用石灰水对处理完后的表面进行冲洗处理，中和多余的酸离子，最后采取平砂轮进行打磨，处理出纹路。

4.3施工工艺及技术要求

饭堂综合楼所使用的加固工程施工操作流程是：处理被粘混凝土表面和钢板表面、黏结剂配制→加固构件卸荷→涂敷胶→粘贴→固定加压→固化→卸支撑检验→防腐、粉刷。

粘钢加固实施操作按照《混凝土结构加固设计规范》（GB50367—2006）规定进行。施工过程中需要注意以下几个方面。

（1）在黏结钢板时，应当提前对被加固的构件去除荷载。可利用千斤顶将构件抬起去除荷载。对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少2点）均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下均应当放置千斤顶。顶升吨位以顶面不出现裂缝作为标准。

（2）JGN黏结剂包括甲、乙2种构成成分，需要在使用之前，现场对黏结剂进行质量检验，检验合格之后才能够施工使用，在使用的过程中严格按产品的使用说明书规定进行调配。注意搅拌时应避免雨水进入容器，按同一方向进行搅拌，容器内不得有油污。

（3）调配好黏结剂之后，使用抹刀将黏结剂涂抹在提前处理好的混凝土表面与钢板面上，厚度1～3mm，中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置。如果是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝布。粘好钢板后，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应剥下钢板，补胶，重新粘贴。

5结束语

综上所述，粘钢加固技术的应用能够达到增加混凝土框架结构构件承载力，保障结构使用性能及安全性的目的。未来，随着建筑结构胶的发展及施工技术的进步，技术人员的不断探讨研究和试验，粘钢加固技术必将逐渐系统化、理论化，在混凝土结构中的应用日益成熟，具有更为广泛的应用前景，为建筑行业的发展带来推动力。

参考文献：

[1]吕俊玲.粘钢加固在混凝土结构工程上的应用[J].中国房地产业，2013（1）.

[2]徐刚，何卿.粘钢加固技术在钢筋混凝土结构施工过程中的探讨[J].中华民居旬刊，2012（3）.