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混凝土結(jié)構(gòu)加固之梁篇——粘貼鋼板加固粘貼鋼板加固是常見的加固混凝土梁方式之一,在實際工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。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。粘貼鋼板加固幾乎是從事加固行業(yè)的施工隊必備技能。其工藝看似不難,但并不是每一個施工班組都能正確合理施工。如果設(shè)計人員未充分理解粘貼鋼板加固的設(shè)計原理和工藝流程,或者未充分考慮現(xiàn)場實際情況,在設(shè)計文件中未能提供的技術(shù)要點,或者設(shè)計方案并不合理,可能會造成施工困難,或者導(dǎo)致粘貼鋼板加固不能充分發(fā)揮其作用。因此相關(guān)技術(shù)人員有必要充分理解其加固原理、工藝流程和構(gòu)造細節(jié)。
粘貼鋼板加固梁一般是指在梁底全長粘貼與梁等寬的薄鋼板,或在梁頂面粘貼薄鋼板(負彎矩區(qū)受拉、跨中受壓)。粘貼鋼板加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的膠粘劑的材料性能、加固的構(gòu)造和承載力驗算,可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,其中,對構(gòu)件承載力的新增部分,其加固承載力抗震調(diào)整系數(shù)宜采用1。并在梁三面或四面粘貼鋼板箍(U形或環(huán)形),其作用一是對梁底鋼板進行錨固,二是對梁斜截面承載力進行加固。鋼板和梁表面之間通過膠粘劑進行粘貼,并按構(gòu)造要求植入螺栓。
當(dāng)混凝土梁受彎承載力或受剪承載力不足時,可采用粘貼鋼板加固。多做一步,粘鋼加固質(zhì)量提高30%粘鋼加固施工完成后,為了保證工程質(zhì)量,應(yīng)對其進行綜合檢驗驗收,具體包括以下幾個方面:外觀檢驗(1)加固設(shè)計圖紙是施工的科學(xué)依據(jù),完工后應(yīng)對照圖紙逐一校對粘貼位置、粘貼鋼板箍板的尺寸、數(shù)量等。鋼板應(yīng)設(shè)計成僅承受軸向應(yīng)力作用(即鋼板應(yīng)制作成條帶狀,長向受力)。當(dāng)用于梁受彎加固時,鋼板通常裁切成條帶狀粘貼于梁底面,寬度一般與梁同寬,通過選用不同厚度的鋼板以滿足計算所需的鋼板截面積Asp。
粘貼鋼板加固時,待加固梁原有配筋率不應(yīng)小于0.2%。如果原混凝土梁配筋率過低,不滿足規(guī)定限值,或者梁底筋完全斷裂(如新房裝修中由于在梁上打孔而切斷底筋),是不適宜采用粘貼鋼板加固的。
粘貼鋼板加固時,被加固梁原混凝土強度等級不得低于C15,且混凝土表面正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。當(dāng)混凝土強度過低時,鋼板與混凝土之間粘結(jié)強度不足,極易發(fā)生脆性的剝離壞,是必須避免的。
鋼板粘貼前,必須做好表面除銹。生銹影響粘貼效果,還可能引起粘合面剝離破,并影響其耐久性。因加固鋼板一般較薄,容易因銹蝕而顯著削弱截面,因此必須做好表面防護處理。
采用普通樹脂型膠粘劑進行粘貼鋼板加固時,長期環(huán)境使用溫度不得高于60℃。特殊情況下應(yīng)采用特殊性能的膠粘劑,配合專門的施工工藝。
粘鋼膠分A、B組分,使用前應(yīng)將A、B組分分別攪拌均勻,然后再把兩組分按一定重量比(詳產(chǎn)品說明書)倒入容器,用電動攪拌器勻速沿同一方向攪拌,避免混入空氣形成氣泡,直至攪拌均勻。每次配膠不宜過多,應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。
采用粘貼鋼板加固混凝土梁時,為了獲得理想的加固效果,應(yīng)該且必須采取措施卸除或大部分卸除作用在梁上的活荷載。房屋加固方法有很多,很多人選擇粘鋼加固皆因為:(1)有針對性地對構(gòu)件進行加固補強。卸荷主要是減小加固鋼板的二次受力影響,使其可以充分發(fā)揮作用。卸荷一般有兩種方式,一是移除樓面活荷載(如機器設(shè)備、家具等);二是通過鋼管及千斤頂在梁底或板底進行支頂,使原梁鋼筋處于低應(yīng)力狀態(tài)。
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什么情況下需要進行墻體加固
首先有些樓板太薄了,可能會有安全上面的隱患,所以我們需要進行加固,而且現(xiàn)在很多人在裝修的時候都會大拆特拆,裝修門洞造型的不少,這樣的話就需要拆掉陽臺與客廳之間的矮墻,這樣也需要對墻體進行加固。在這種情況下,必須從打磨鋼板、打毛混凝土、清理界面到涂刷膠液、加壓養(yǎng)護整個過程都要做到檢驗用鋼板與受力鋼板同條件操作,不得改變檢驗用鋼板的粘貼工藝,以避檢驗失真。還有現(xiàn)在流行的飄窗,很多人也是想要進行改裝,飄窗對于墻體來說受力更大,修改就需要加大墻體的承重。還有一個也需要進行墻體加固的情況,那就是在相對戶型進行修改的時候,但是修改前提是空間原則是符合的。
上面幾種都是屬于墻體加固的情況,現(xiàn)在主要的加固方式還是只有幾種,一般常用的是粘鋼加固,現(xiàn)在這門技術(shù)還很新,一般是在承重墻上需要開大洞的時候用的辦法,這種施工也是比較快的一種。
另一種就是繞絲加固,這個主要是在混凝土結(jié)構(gòu)上面使用,是加大橫向約束里的一種辦法,相當(dāng)于加大固定的截面,這種施工的工藝就比較簡單了,而且很多情況都可以用,一般做門洞就用的這種來做墻體加固。另一方面,為保證膠層厚度連續(xù)且均勻,必須在施工過程中采用觸變性能好且不流墜的粘鋼膠,而這些因素安全性鑒定都能夠滿足,這也是為什么安全性鑒定會顯得如此重要。還有一種是粘貼纖維增強塑料加固法,這種方法也用的比較多,而且材料也很耐腐蝕。
在施工過程中粘貼鋼板與粘貼碳布的異同
加壓固定
不同點:碳布粘貼用刮板將碳布用力沿著一個方向進行刮壓。鋼板粘貼用化學(xué)錨栓進行臨時固定,并且固定的化學(xué)錨栓不可以采用膨脹螺栓進行代替。
基面處理
相同點:表面含水率要求一致,粘貼部位的混凝土表層含水率不宜大于4%,不應(yīng)大于6%。
不同點:粘貼碳纖維基面需要用角磨機對基面進行打磨,打磨要露出新鮮的混凝土基面,如果基面有較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進行修補、復(fù)原;對構(gòu)件截面的棱角,應(yīng)打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角。被加固構(gòu)件長期使用的環(huán)境和防火要求,應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。粘貼鋼板基面首先要用角磨機對基面進行打磨,打磨要露天新鮮的混凝土基面,打磨完畢后需要進行鑿毛處理。
膠體拌置及膠體涂抹
相同點:按材料說明書比例進行膠體拌置,均按質(zhì)量比A:B=2:1進行拌置。
不同點:碳布粘貼浸漬膠應(yīng)涂抹在混凝土表面,并且在碳布粘貼完以后再進行面膠涂抹。相信大家都知道灌鋼加固又叫做外粘型鋼加固法,在使用過程中優(yōu)先選用厚度不超過5mm的角鋼將所需加固的混凝土柱或梁的四邊進行包裹,用來大幅度提高混凝土柱或梁的截面承載力和抗震能力。一層涂刷浸漬膠應(yīng)保證膠體飽滿,不得漏涂。第二層膠體應(yīng)充分浸透碳纖維布。粘貼鋼板應(yīng)將粘鋼膠涂抹在鋼板表面,涂抹過程中應(yīng)保證膠體中間厚兩邊薄,膠層平均厚度為3-4mm,加壓完畢后膠層厚度保持在2-3mm。
施工質(zhì)量檢驗
相同點:有效粘接面積不小于95%,并且單個空鼓面積不大于10000mm2可以采用注射法充膠修復(fù)。都需要進行現(xiàn)場拉拔試驗,并且檢驗結(jié)構(gòu)要求都是一致的。
不同點:粘貼碳纖維布單個空鼓面積≥10000mm2時,應(yīng)割除空鼓,重新粘貼等量碳纖維布,粘貼時,其受力方向搭接長度不小于200mm,若粘貼層數(shù)超過三層,搭接長度不小于300mm。其中粘鋼加固法出現(xiàn)時間較早,相對于傳統(tǒng)加固法具有施工簡單工期短、對原有結(jié)構(gòu)擾動小等優(yōu)點。粘貼鋼板時單個空鼓≥10000mm2時,應(yīng)揭去重現(xiàn)場拉拔試件碳布可以不用提前裁好,粘貼好在拉拔試驗之前用角磨機切割成40mm*40mmd的小方塊,鋼板粘場拉拔試驗的試件必須提前裁剪成40mm*40mm的小方塊。
粘鋼如何達到加固效果
鋼筋混凝土梁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。2、進場材料的控制材料質(zhì)量的控制粘鋼加固所使用的主要材料是鋼板、粘鋼膠、螺桿、脹栓、。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。