粘钢技术是一门既古老而又年轻的技术,它广泛用于胶合板、纤维加工、建筑、机械、造船、航空及*等重要领域。在民用建筑工程中,应用粘钢技术对各类新旧建筑件进行连接、补强和加固,其中混凝土梁板常采用外部粘贴钢板的补强方法。粘贴钢板加固就是在混凝土结构的外侧用结构胶粘贴钢板补强以提高其受力强度和结构的安全性。它适用于受弯、受拉、受剪构件,主要原理是利用原构件的承载力,通过后粘钢板和原构件共同作用,大幅提高承载能力。在国内许多典型工程中已普遍采用。粘钢补强方法不仅可用于砼或钢筋砼结构裂缝及其他病害的修补,还可用于设计承载能力不足的改扩建工程。众所周知,砼裂缝是砼及钢筋砼结构工程老化病害中为**、为普遍的问题。宏观裂缝不仅会降低结构的承载能力或刚度,同时,还将降低结构的防水性、气密性、引起砼内钢筋锈蚀或诱发其他工程病害,从而降低了工程耐久性,并可能酿成工程事故。所以,对于严重的砼构件裂缝,必须及时地采用合理可靠的修补措施进行补强加固,以防止或抑制其裂缝的开展,恢复或提高其承载能力和结构刚度,延长工程使用寿命。
混凝土结构粘钢补强原理
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学性质差异很大的材料组成的。钢筋的拉压性能,尤其是抗拉性能特别好。而混凝土其抗压性能好,抗拉性能差,混凝土的抗压强度约为抗拉强度的10倍左右。如图3.0.1 所示的简支梁,在载荷作用下,梁中性层以上部分为受压区,中性层以下部分为受拉区。
钢筋的作用
由于混凝土抗拉强度很低,在不大的荷载作用下,素混凝土梁就会以受拉区开裂而破坏,此时受压区混凝土的抗压强度却没有被充分利用。由于钢材的受拉性能较好,如果在梁受拉区下边缘配置适量的钢筋,利用钢筋代替混凝土受拉,使得受压混凝土的抗压强度能充分发
挥,这样就大大提高了梁的承载能力。钢筋混凝土梁不是钢筋和混凝土两种材料的简单组合,要使这两种力学性质不同的材料作为一个统一的构件共同工作,其基本前提就是要保证它们之间的粘结,这里的粘结不仅仅是限于水凝胶体对钢筋表面的粘着力,而是包含着综合力作用,即摩擦作用以及钢筋表面凹凸不平或表面肋纹与周围混凝土之间的机械咬合作用等的粘结作用。这些粘结作用使钢筋和混凝土两种材料共同作用。
随着改建工程的日益增多,植筋和粘钢加固技术的应用越来越广泛。济南历下大厦工程,由于局部功能改变以及外观造型的要求,在原有的基础上进行改造。主要改造内容如下:27层核心筒外加一层钢框架结构,核心筒**部增加钢网架,原涂料外墙改为铝单板幕墙和玻璃幕墙。
一、植筋技术及注意事项
本工程在拆除标高92.1m以上原有砼构件后,用钢框架结构体系增加一层,钢柱利用植入下部原有砼柱的地脚锚栓加固,上部利用钢梁作为结构支撑。故螺栓的植入非常关键。
1、施工准备:
1.1材料准备
喜利得Y150MAX植筋胶、喜利得注胶MD2500、喜利得吹气泵、螺栓、钢丝刷、放线工具、电锤、钻头等。
1.2图纸核定。对要植筋部位的结构截面、部位等与设计人员一起论证。因植筋要求钻孔达到一定深度,柱脚螺栓Ф24设计孔深600mm,Ф30螺栓孔深750mm,对原结构植筋位置的核查,深度完全可以满足设计要求。地面的结构胶采用喜利得防水植筋胶,墙面采用不防水喜利得植筋胶。
2、定位放线
定位放线是关键,直接关系到后面的钻孔。定位放线之前,要先熟悉原有结构图,根据其配筋情况,放出每根待植筋位置。对于在原有柱**上植柱筋时,因钻孔时很可能会破坏原有保护层,因此植筋时往往要预留足够的保护层或把筋植在原柱外排纵向筋里口。
放线时要适当调整。放线时钢筋工长在场,遇到问题及时与设计人员联系
对于粘钢加固梁,在适筋条件下,虽然加固梁钢板比原钢筋有应力滞后的情况,但在破坏时,钢板一般均能达到屈服强度。在粘结锚固满足时,粘钢加固梁的受弯承载力计算可按照现行国家标准进行梁的受弯承载力计算。
2)粘钢加固梁抗剪承载力计算
当构件斜截面抗剪承载力不足时,可采用粘钢板加固,加固的方式有钢围套加固、粘U 型钢板箍加固、粘翼板加固和粘钢板条加固 。其中,使用围套加固的梁(外包整个剪切区)强度提高大,且破坏形式为弯曲型。使用U 型箍、钢板条和翼板加固的梁虽可提高斜截面抗剪承载力,但其破坏型式常常是混凝土表面撕裂的脆性破坏。国内常采用粘贴并联U 型箍板进行加固,其斜截面受剪承载力按下式计算: