粘钢加固当前在工程中的应用主要为混凝土柱和梁,主要应用范围涵盖以下几类:①上世纪早期、中期设计的建筑,一方面当时的设计要求较低,另一方面至今也已经达到或者接近使用年限,在各种使用条件自然条件下已经遭到严重破坏,随时有可能发生倒塌。例如山西纺织印染厂、山西省图书馆旧藏书楼。②设计阶段假设错误或者配筋不足引起的局部破坏结构。例如山西省人大办公大楼、国内一个工程辽阳化纤总厂变电所大楼承载梁裂缝处理。③施工阶段的不当操作引起混凝土强度不足、保护层偏大等问题也越来越多的采用了粘钢加固法。如山阴县七里沟新村小学教学楼。④结构改造也是一个非常重要的方面,结构加层、功能改变,粘钢加固法能够有效的解决这类问题,并且已经越来越多的应用到其中。
粘钢加固技术的优点
在我国,粘钢加固技术自20世纪70年始研究并应用,通过大量试验与工程实践,已被广泛地运用于工程实际中,粘钢加固比较其它加固方法具有下述优点:
(1) 不增加荷载,不改变原设计的结构受力体系。
(2) 具有硬化效率高、施工周期短的特点,不影响正常使用。
(3) 胶粘剂的强度不低于混凝土本体强度,能够使加固体和原构件同时工作,均匀受力。
(4) 粘钢加固不仅补充原构件钢筋性能上的不足,成功提升原构件的承载力,而且经过大面积粘贴,有效保护了原构件,限制混凝土裂缝的出现与发展,提升原构件的刚度与抗裂性能。
(5) 节省成本。粘钢加固技术较其他传统加固方法比降低造价在10%以上。
3 粘钢加固技术的施工工艺及质量标准
引起梁结构问题的原因
当梁板结构构件由于挠度偏大,裂缝宽度过宽、过长,钢筋严重锈蚀,受压区砼压碎等情况时,需要加固。而引起这些问题的原因主要有以下几种:
1、设计、施工方面
由于设计时荷载未考虑周全,计算模型、计算简图有误,计算公式运用不符合应用该公式的条件,尤其是现在应用计算机计算时,数据输入有误等。施工时砼强度达不到设计要求,负筋放错位置或在施工时被踩下,砼截面尺寸偏小,尤其是板的厚度达不到要求,钢筋少配或误配,材料使用不当等均可引起结构不满足使用条件。
2、严重**载或使用功能改变
当结构由于不当使用造成严重**载时,容易造成结构的承载力不足,而使用功能的改变是指工业厂房由于技术改造、生产工艺改变,民用建筑由于用途的改变,如阳台要改为厨房等。
3、周围环境影响
在外部环境及使用条件下,结构材料时刻都受外部环境的侵蚀,致使材料性能恶化,达不到设计要求。如冶炼、化工等工厂的、或气体对钢筋砼或钢结构的侵蚀,高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化使结构产生裂缝等。
4、地基的不均匀沉降
由于地基的不均匀沉降,引起结构承载力不足,出现裂缝等。
粘钢加固法的发展前景
根据现在的文献资料,很多科研学者已经对粘钢加固法进行了许多定性分析及实验,对粘钢加固的承载力和抗震能力都有了一定的成果,这些在建筑结构设计中主要仍为混凝土柱及混凝土梁,对节点的实验和分析较之相晚,也较少,但在现代建筑规范“强节点弱构件”的要求下,却显得尤为重要,亟待发展。
当下的建筑结构设计往往偏向于安全,但在加固设计中,若在构件承载力不足的条件下过度的加固构件而忽略了节点相对于构件的强弱,同样也会违反“强节点若构件”的要求,非但不能提高结构的整体抗震承载力,还有可能使塑性铰的位置在不正当加固的情况下发生偏移,使破坏形式转化为更为严重的节点破坏,因此,粘钢加固后的节点抗震性能也显得较为重要。