混凝土梁粘鋼加固在工程中的應用

魏運均

[摘要]通過某辦公樓改造加固項目，結合軟件計算和加固方案分析，就鋼筋混凝土梁粘貼鋼板加固法的原理、計算方法和施工要點進行論述。

[關鍵詞]改造加固；鋼筋混凝土梁；粘貼鋼板加固法

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0110 - 02

粘鋼加固即粘貼鋼板加固，該方法是使用建筑物結構膠把鋼板膠著在混凝土構件外表的一種加固手段，能夠增強建筑物結構的整體承載力及抵抗變形能力。粘鋼加固施工簡單、性能可靠，基本不增加結構自重，不影響結構外形，因此在改造加固項目中應用較為普遍。本文通過一個改造加固項目鋼筋混凝土梁粘鋼加固算例，對加固設計和施工進行闡述。

1 工程概況

某辦公樓為四層框架結構，基礎為獨立基礎，一層層高為4.8m.二至四層層高3.3m，建筑面積約為1910m2。該辦公樓為新建建筑，建筑原外立面為真石漆，現變更為干掛石材。

2 加固設計

2.1 計算分析

該辦公樓為新建結構，且改造在投入使用前，未對原有建筑結構進行檢測鑒定。建筑外立面由真石漆變更為干掛石材，該建筑結構荷載發生變化，依據原建筑結構PKPM計算模型，施加外墻面實際荷載，重新進行計算復核。通過軟件計算結果與原有建筑結構模型計算結果對比分析，原結構基礎承載力及框架混凝土柱承載力滿足要求，不需要進行加固；局部樓層邊框梁負彎矩處不滿足要求，如果不采取加固措施，對辦公樓建筑結構安全存在安全隱患。

2.2 加固方案

鋼筋混凝土梁負彎矩處配筋不足，加固方案為梁頂增大截面和梁頂粘鋼加固。梁頂增大截面加固：鑿除保護層，植筋，綁扎鋼筋，支設模板，澆筑混凝土，混凝土養護，施工周期較長；梁頂粘鋼加固：梁頂混凝土表面打磨，粘鋼板，化學錨栓固定，鋼板表面防護，施工簡便，周期短。為了能夠縮短施工周期，同時縮減工本，鋼筋混凝土梁采用梁頂粘鋼板加固。

2.3 計算方法

辦公樓一層頂樓板結構邊框梁截面寬度b=250mm，截面高度h=600mm，單側縱向鋼筋合力點至截面近邊緣距離a_s= 42. 5mm，受拉側縱筋面積A_s= 1520mm2，受壓側縱筋面積A '_s= 1256mm2，混凝土強度等級C30，縱筋強度設計值fy= 360MPa，鋼板強度設計值f_sp= 215MPa，截面設計彎矩M=360kN.m。加固設計主要依據《混凝土結構加固設計規范》GB50367 - 2013，梁頂按受彎構件正截面加固計算如下。= /250mm2。

經計算可知，鋼筋混凝土梁頂粘鋼加固采用Q235B級鋼板，厚度為Smm，滿足梁頂承載力要求。

3 加固施工

3.1 施工選材

鋼筋混凝土梁粘鋼加固鋼板均采用Q235B鋼，粘鋼結構膠采用A級結構膠。鋼材的性能應符合下列規定：1）鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值應不大于0.85；2）應具有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；3）鋼材應具有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。結構加固用膠粘劑（粘貼用膠）采用A級結構膠，其性能應符合國家標準《工程結構加固材料安全性鑒定技術規范》GB50728 - 2011第4.2.2條的規定。

3.2 施工技術要求

辦公樓鋼筋混凝土梁頂粘鋼加固施工操作流程：混凝土梁表面處理一鋼板表面處理一膠粘劑配制一涂膠和粘貼一固化、化學錨栓錨固一檢驗一防腐。粘鋼加固實施操作按照《混凝土結構加固設計規范》 GB50367 - 2013規定進行。梁粘鋼加固施工過程中需要注意以下幾個方面。1）采用粘貼鋼板對鋼筋混凝土結構進行加固時，應優先考慮將原結構構件除自重外進行卸荷，卸載后方可施工。2）混凝土梁加固前，必須去除表面粉刷層（或抹灰層），清除油污、污物，劣化層等，較大凹陷處用結構膠修補，清除表面粉塵并清洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面即可。3）鋼板粘結面，須進行除銹和粗糙處理，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現金屬光澤，打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。4）建筑結構膠為A，B兩組份，取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、水、雜質）和稱重衡器按說明書配合比混合，并用攪拌器攪拌約5～ lOmin至色澤均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡，配置場所宜通風良好。5）膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好鋼板面上（或混凝土表面），膠斷面宜成三角形，中間厚3mm左右，邊緣厚1mm左右，然后將鋼板粘貼在混凝土表面，梁上鉆孔，用準備好的化學錨栓M12錨固固定。6）粘貼鋼板后，用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應應剝離鋼板，重新粘貼。7）防腐處理，鋼板表面應刷膠撒砂或掛鋼絲網并抹厚度不小于25mm的高強度等級水泥砂漿作防護層。

4 結語

粘貼鋼板加固法在設計方面，能夠很大幅度地提高鋼筋混凝土構件的負載性能，滿足鋼筋混凝土結構新增荷載對其增加承載能力要求，是建筑結構改造加固方案的首選加固方法之一。粘貼鋼板加固法在施工方面，施工前應做好粘鋼加固施工工藝技術交底工作，施工過程中嚴格控制加固施工質量。

參考文獻：

[1] GB50367 - 2013，混凝土結構加固設計規范[S].

[2]和燕，崔秀琴，李麗.鋼筋混凝土梁粘鋼加固的應用實例[J].四川建筑科學研究，2009，35（ 04）.