在工程结构中,由于各种原因,原有的结构构件受到破1坏,为满足即定的使用功能,或者由于使用功能的改变,原有的结构无法满足使用要求等均需有对原有构件进行加固处理,加固处理的方法众多,其中粘钢加固方法为其中之一。
一、工法特点
采用粘钢结构胶在结构梁的底部(梁钢板在梁底粘贴有困难时,也可包括梁侧一定高度范围)粘贴钢板,梁端部采用扁钢条带对受弯构件的斜截面受剪承载力进行加固时,应粘贴成垂直于构件轴线方向的加锚在封闭箍或其他有效的U形箍,达到在原有结构截面增大有限的前提下,发挥受损构件或大大提高原有结构构件的承载能力。
二、适用范围及条件
2.1适用范围
本方法适用于对钢筋砼受弯、大偏心受压和受拉构件的加固;
2.2适用条件
采用本规范规定的胶粘剂粘贴钢板加固混凝土结构时,其长期使用的环境温度不应高于60°,处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放1射等)的混凝土结构采用本方法加固时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐高温因素作用的胶粘剂,并按专门的工艺要求进行粘贴;
当被加固构件的表面有防火要求时,应按现行国家标准《建筑防火设计规范》国标50016规定的耐火等级及耐火极限要求,对胶粘剂和钢板进行防护。
三、施工
3.1施工工艺
施工准备---砼及钢表面处理---钢板固定---密封边缝---配胶---自检---静置养护---质量检测
3.2施工准备
1)根据加固施工图进行现场定位放线;
2)根据现现场和被加固构件实际情况制定施工计划(拆除加固部位的隔墙、管道、吊筋、膨胀镙栓等)
3)对施工用机器设备进行检查;
3.3砼梁及钢板表面处理
被粘贴混凝土表面要打磨平直,除去表面浮浆、油污及杂质、直至完全露出结构新面。但要保证混凝土保护层厚度不小于15mm。若有裂缝,应先用找平胶砂浆修补,用无油压缩空气吹出粉粒,并将表面清洗干净;
钢板被粘贴表面且砂轮磨去锈蚀的表面,将钢板(用化学锚栓)固定在被加固构件上。
3.4密封边缝
用粘钢胶兑水泥,将钢板与被加固构件间缝隙的封闭,并按间距500mm预留注胶孔和排气孔。钢板与砼之间宜采用化学锚栓连接。
3.5胶的配制
按产品供应商提供说明书要求,严格按照比例进行胶的配制,在配制过程中严禁雨水、灰尘等异1物混入结构胶。
3.6注胶
将配制好的胶液装入特1制的压力容器中,连接到注胶口,开动空压机进行压力灌胶。
3.7自检
钢板注胶后,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,否则应补注胶,若锚固区粘结面积小于90%,非锚固区粘结面积小于70%则此粘结件无效,应重新粘贴。
3.8静置固化(一般要求固化24h以上)
3.9质量检测
四、注意事项
4.1本工法适用于钢筋砼结构,不适用于素砼构件;
4.2被加固的混凝土结构构件,其现场实测砼强度等得低于c15,且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5Mpa;
4.3粘贴钢板加固钢筋混凝土结构件时,应将钢板受力方式设计成仅承受轴向应力作用。
4.4采用粘胶剂粘贴钢板加固混凝土结构时,其长期使用的环境温度不应高于60℃,处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放1射等)的混凝土结构采用本方法加固时、除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂,并按专门的工艺要求进行粘贴
4.5采用粘贴钢板对钢筋砼结构进行加固时,应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载;
4.6采用手工涂胶粘贴的钢板厚度不应大于5mm。采用压力注胶粘结构的钢板厚度不应大于10mm,且应按外粘型钢加固法的焊接节点构造进行设计;
4.7对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时,共受面沿构件轴向连续粘贴的加固板宜延长至支座边缘,且应在钢板的端部(包括截断处)及集中荷载作用点的两侧,设置U形钢箍板(对梁)或横向钢压条(对板)进行锚固;
4.8对梁、应在延伸长度至支座边缘仍不满足要求时,应采用下列锚固措施:
1)对梁,应在延伸长度范围内均匀设置U形箍,且应在延伸长度的端部设置一道加强箍,U形箍的粘贴高度应为梁的截面高度;若梁有翼缘(或有现浇楼板),应伸至其底面,U形箍的宽度,对端箍不应小于加固钢板宽度的2/3,且不应小于80mm;对中间箍不应小于加固钢板宽度的1/2;且不应小于40mm, U形箍的上端应设置纵向钢压条;压条下面的空隙应加胶粘钢垫块填平;
2)对板,应在延伸长度范围内通长设置垂直于受力钢板方向的钢压条.钢压条应在延伸长度范围内均匀布置,且应在延伸长度的端部设置一道.压条的宽度不应小于受弯加固钢板宽度的3/5,钢压条的厚度不应小于受弯加固钢板厚度的1/2。
4.9当采用钢板对受弯构件负弯矩区进行正截承载力加固时,应采取下列构造措施:
1)支座处无障碍时,钢板应在负弯矩包络图范围内连续粘贴;其延伸长度的截断点应按设计及有关规范要求确定。在端支座无法延伸的一侧,尚应按本规范的构造方式进行锚固处理;
2)支座处虽有障碍,但梁上有现浇板时,允许绕过柱位,在梁侧4倍板厚Hb范围内,将钢板粘贴于板面上。
3)当梁上无现浇板,或负弯矩的支座处需采取加强的锚固措施时,可按有关规范的构造方式进行锚固处理。
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粘钢加固施工工艺流程
1.表面处理
应认真进行钢板及混凝土粘贴面的表面处理。除锈、打磨处理钢板,混凝土粘合面也要进行打磨或凿毛处理,并且还要用棉布蘸酒精擦拭。
2.钢板上钻孔及清空
在钢板上钻膨胀螺栓孔和注胶孔,一般每平方米可设固定螺栓孔6-7个,注胶孔3-4个。注胶孔的大小应与灌浆嘴相匹配,并保证注胶孔周边能密封;钻孔后应注意清孔,清空用毛刷蘸酒精伸入孔中擦拭,清孔工作应细致并清理干净。
3.在混凝土中相应位置钻孔
把钢板紧靠粘合面,在混凝土上相应位置钻固定膨胀螺栓孔。也可用放样的方法确定混凝土中的固定孔位置。
4.固定钢板
将钢板托起悬挂在各螺栓上,一次拧紧螺母。为控制注胶层的厚度,可在每个紧固螺栓孔周围塞垫一定厚度的垫片。
5.留排气孔
在灌浆粘贴面周边每隔0.5米左右插入一软管作为排气管,钢板周边各角都应设置排气管,倾斜或垂直安装的钢板只需在顶边设置排气管。
6.周边密封
按推荐配胶比例称取并调配封口胶,用抹刀将钢板周边缝隙、膨胀螺栓及注浆嘴周围间隙用封口胶密封,不允许出现密封不严现象。封口胶在25℃时的可操作时间约为60分钟,可根据施工具体情况确定每次配胶量,以免造成不必要浪费。密封施工一天(25℃)后即可进行灌浆粘贴施工。
7.配胶
配胶前对灌注胶两组分进行充分的上下搅拌。根据估计的用胶量按推荐配胶比例准确称取A、B两组分,用胶料搅拌器搅拌均匀后倒入灌浆容器。
8.压力灌胶
用脚踏泵或其它灌浆机具从注浆嘴压力注入胶液,注胶工作应从一端开始,当邻近注胶嘴有胶液流出时,将当前的注胶嘴封闭,移至出胶的注胶嘴继续注胶。当排气管中有胶液流出时则将其弯折扎紧。注胶的同时用橡皮锤敲击钢板,由声音判断胶液流动情况及胶液是否注满。倾斜及垂直安装的钢板要从1低位置开始注入。后一个排气管应在维持注入压力的情况下封堵,以防胶层脱空。
9.固化
注胶施工后1初几小时应注意检查是否有流胶现象,以防脱胶。常温(25℃)下,固化不少于3天;固化温度降低,固化时间应相应延长。若固化温度低于5℃,应采取红外线灯(或碘钨灯)加热等加温措施或使用低温固化改性产品。
10.检验
先查看钢板周边是否有漏胶,观察胶液的色泽、硬化程度,并以小锤敲击钢板检验钢板的有效粘结面积。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% 。不密实区可补钻注胶孔和排气孔进行补注。
11.防腐处理
灌注粘钢施工后,应按设计要求进行防腐处理。当外抹砂浆保护层防腐时,为有利于砂浆粘结,可于钢板表面粘结或外包一层钢丝网或涂刮胶后点粘一层豆石,1好在抹灰时涂刷一道混凝土界面剂。
经过近几十年的发展,虽然我国的粘钢加固技术相比较于国外而言,起步较晚,但是粘钢加固技术也取得了巨大的进步。建筑工程所使用的加固技术需要根据实际情况来选择,不仅需要考虑到经济成本,社会效益、合作方的特殊要求等都会影响到施工方终选择的加固方式。粘钢加固施工技术是广泛应用于建筑工程中的一种施工方式,具有多种优势。