外包钢加固技术在建筑工程结构补强中的应用研究

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　　摘    要：随着建筑结构使用年限的到来，一些重要建构筑物因历史性文物保护价值较大，需要对原结构进行加固处理，外包钢技术在此领域广泛应用，该设计保证新旧结构的连接及协调工作，制定切实的设计、施工方案具有重要意义。本文就外包钢加固技术（高强、高效、便捷、应用范围广等优点）在建筑工程结构补强中的应用与同行进行探讨，以期促进该技术的推广和应用。
　　关键词：外包钢;加固技术;建筑工程;结构补强;应用研究 工程概况
　　1  前言
　　青岛利群集团即外包钢加固工程主要内容有：梁、板等结构构件混凝土拆除;原电梯井道洞口，原一层弧形洞口封堵;东中庭、西中庭、南中庭、北中庭扶梯加固改造，装饰造型加固改造。新增梁、板等结构构件;新增货梯，三连梯等梁、板加固改造;车道延伸;原负一层楼板开洞;新增电梯吊坑;梁、板等结构构件混凝土凿除，保留梁、板钢筋。砌块墙砌筑。梁粘钢、粘布、加大截面加固改造，柱粘钢、加大截面加固改造。新增钢梁、钢柱等钢结构工程。建筑面积215000平米改扩建工程加大梁板柱荷载的原设计承载力，需要对局部构件进行框架梁柱板进行外包钢加固，达到设计承载力，起到加固的目的，确保构筑物的结构安全性，满足设计强度，该项目由青岛建设集团组织设施，加固后经第三方检测满足设计要求，达到了预期的改造效果。
　　2  外包钢加固技术在建筑工程结构补强
　　2.1  设计原理
　　外包钢加固技术加固一般为柱、梁、板加固，通常设计有以下内容。
　　（1）柱加固：干法外包钢湿法外包钢又称外粘型钢加固法，就是在混凝土柱的四角或两面包以角钢或槽钢并用结构胶粘剂压力注胶使型钢与原构件形成整体的一种加固方法。如对于方形或矩形柱，大多在柱的四角包以角钢，并在横向用缀板与之焊接成整体，对于圆形柱或烟囱等圆形构件，则多采用扁钢加套箍的方法。采用此法加固混凝土结构构件时，应用改性环氧树脂胶粘剂在型钢与原构件结构层表面之间进行灌注，使两者粘结成整体。
　　（2）梁外包钢加固内容：为使混凝土梁表面与钢板很好地粘结在一起， 对梁表面用角磨机以钢丝刷进行打磨处理至粗糙并露出混凝土 本色。对钢板用角磨机以砂轮片打磨至金属光泽，并沿受力方向 打磨出纹路，不能有一丝镑痕，并注意成品保护。
　　（3）板加固：在原楼板下粘贴5mm、10mm钢板条，楼板结构面在螺栓部位粘贴250mm宽钢板垫板，用高强螺将上下钢板夹紧提高钢板与原楼板的整体性，在基层处理时采用结构胶与原面能平整地粘贴在楼板上。
　　加固施工单位应严格依据施工组织设计（方案）进行加固施工，并做好对施工操作人员的培训和技术交底，在施工中监理、施工单位应严格施工各环节的质量控制。此外，在施工期间，发现问题应及时与监理和设计单位沟通，必要时设计人员应深入现场，了解施工情况，并在必要的情况下结合实际情况对加固设计方案作出相应的调整。
　　2.2  加固施工要求
　　（1）加固施工技术方案、加固施工顺序应征得本设计同意。
　　（2）结构加固前，应对被加固构件卸荷。未经设计许可，加固期间不得在原结构上堆放重量大于1.0kN/m2材料或其他物品。
　　（3）加固前对应原结构施工图和本设计文件认真核对，现场构件与设计不符之处应及时通知设计人员变更。
　　（4）加固时，对周边有可能波及到的结构构件，采取有效的支撑保护措施。
　　2.3  粘钢加固法
　　（1）施工准备：加固前应对所加固的构件尽可能的卸荷。對粘贴部位混凝土的表层含水率及所处环境温度进行测量，若混凝土表层含水率大于4%或环境温度小于5°，则应采取措施，在达到要求后，方可施工;并应对加固部位放线定位。
　　（2）表面处理：对于混凝土构件结合面，应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度，分别按以下四种情况。
　　①对很旧很脏的混凝土构件结合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油污杂质，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3厚表层，直至露出新面，并用无油压缩空气除粉粒。处理后，若表面凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。
　　②如果混凝土表面不是很脏很旧，可直接对粘合面打磨，去掉1～2厚表层，用压缩空气除去粉尘或用水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。
　　③对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷除去表面松散浮渣，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用清水冲洗，待完全干后即可。
　　④对于湿度较大的混凝土构件，还需进行人工干燥处理。
　　（3）对于钢板贴合面，应根据钢板锈蚀程度，分别按以下两种方法处理：
　　①如钢板未锈蚀或轻微锈蚀，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽为止。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。②如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20min，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，最后用平砂轮打磨出纹道。
　　（4）粘贴角钢的结构胶必须采用专门配置的改性环氧树脂胶粘剂，其安全性能指标应符合A级胶的要求，严禁使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等作浸渍、粘结胶粘剂。
　　（5）粘贴角钢所用A级胶的安全性能指标应符合GB 50367—2013《混凝土结构加固设计规范》第16页表4.4.5的要求。
　　（6）粘贴用钢板的焊接连接应在灌注粘钢胶前进行，灌注粘钢胶以后不得对构件的粘贴部位进行任何焊接连接，以免破坏粘液强度。
　　（7）在角钢和钢板焊接均已完成后，将后灌环氧树脂粘钢胶灌注到角钢、钢板与混凝土的空隙中。
　　（8）后灌环氧树脂粘钢胶固化时，角钢和钢板不得有任何松动。
　　2.4  粘钢加固验收
　　在钢板安装或粘贴之前应进行表面处理，隐蔽工程验收，合格后方可继续施工。验收时用小锤轻击粘钢钢板，从音响判断粘贴效果和粘贴密实度。锚固粘结区小于90%，非锚固区<70%，视粘结无效。
　　3  结论
　　通过以上外包钢加固技术的设计、施工、验收等环节，取得了预期的效果达到了外包钢加固的目的，发挥了新旧建筑材料紧密结合协调工作的作用，该技术工期短、施工便捷、占用空间息小、快速、高效、经济等优点在文物保护的建筑工程、日常建筑物动静荷载变化时广泛采用值得推广和应用。
　　参考文献：
　　[1] 许成祥，徐茜，许奇琦.外包钢加固SRC框架结构地震损伤演化分析[J].武汉科技大学学报，2019.
　　[2] 刘宇隆.外包钢加固钢筋混凝土梁的实例应用研究[J].山西建筑，2017.
　　作者简介：
　　逄成林（1985—）男，汉族，山东青岛人，硕士研究生学历，研究方向：结构工程，邮编：266071。
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