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建筑楼板出现裂缝怎么办?粘钢加固来解决
浏览: 发布日期:2017-12-21
            一、建筑粘钢加固材料工艺
 
            该粘钢加固工艺用膨胀螺栓(选用螺杆螺母分离式,方便钢板的紧固和拆卸)采用M6(长度50mm左右,用于3-4毫米厚钢板)和M8(长度80mm左右,用于5-6毫米厚钢板),粘结胶选用Sikadur-31 CF A和B双组份产品。产品性能和特点如下:



           Sikadur-31 CF是一种无溶剂、可在潮湿基面上施工的、双组份、触变性环氧结构粘结剂。
 
            是由环氧树脂和一种特殊填料组成,适用温度在+10°C和 +30°C之间。
 
            用途 :
 
             结构粘结剂和粘结灰浆,可用于粘结:混凝土构件,硬质天然石材,陶瓷和纤维水泥制品,砂浆、砌体,铁、钢、铝材,木材,聚酯材料和环氧材料,玻璃
 
              修补砂浆和粘结剂,可用于:修补结构边角,修补蜂窝麻面,立面和顶面施工
 
              填缝和裂缝封闭,可用于:连接和桥接裂缝,及棱角修补
 
             特点 :
 
             易于拌合和施工
 
             在干燥和带潮气的混凝土表面都适用
 
              与大多数结构材料之间有良好的粘结性能
 
              高强度粘结剂
 
              触变性;立面与顶面施工无流淌(10mm厚度以内)
 
              无溶剂
 
             固化后无收缩变形
 
            组份颜色差异明显,易于控制好混合比
 
             无需底涂
 
             初始和最终力学强度高
 
            良好的耐磨性能
 
            防液体和水蒸汽的渗入
 
            良好的耐化学腐蚀性能
 
           储存 :
 
            在干燥、5°~30°及避免阳光直射,未开封、未破坏的储存环境下可以储存24个月。
 
            抗拉强度 :
 
            在10°~20°情况下养护10天,强度可达15~20N/mm 2 。
 
             粘结强度 :
 
            在10°~20°情况下养护10天,混凝土基面强度>4N/mm 2 ,钢材基面强度为15N/mm 2
 
            二、建筑粘钢加固工艺流程选择和优化
 
           1. 施工准备的优化
 
           考虑施工便捷性和对工期的要求,所有钢材应按照施工图纸尺寸和打孔位置、大小等绘制钢板加工图(并标明加工编号(楼栋号-楼层号-梁编号-部位号,如F-1-B10-D或F1B10D,表明第F栋,1层梁10梁底板),便于钢板与结构加固部位一一对应,避免施工时混用),厂家预加工后送到施工现场。现场作业队伍只需按照批复的方案对结构进行处理。待钢板运至现场后便可以开始后续施工。这样结构的准备和钢材的准备可以同步进行,节约一定工期。
 
           所采购的钢板应先进行必要的力学实验(实验内容可以和结构师进行预先沟通,且明确是否需要在结构师见证取样的情况下做实验)以报结构师批准后方能进行采购加工的下单。
 
            2. 钢板设计的优化
 
            结构加固设计选用的钢板为3、4、6和8毫米等几个类型。因为钢板越厚,锚固长度越长,硬度越大,在混凝土结构设计强度不变的情况下,反而越不容易和原结构协同受力,且施工难度加大不少。本工程混凝土结构梁的设计强度都为C25,8毫米的钢板很难起到有效的加固和协同受力作用。
 
            根据钢板力学实验结果,所选用的钢板强度高出设计要求,经结构设计同意,可以将8毫米的钢板改为6毫米。
 
            因此本工程梁加固所用钢板为3、4和6mm三个类型。
 
            3. U型钢板粘结的优化
 
           部分结构梁两端设计有U型钢板粘结加固。因结构梁高度较大、宽度较小(410X200mm),整体安装U型钢板,不便于均匀敷胶。且表面打磨,打孔,粘结加固都有一定困难。
 
           经和结构设计沟通同意,U型钢板优化为100mm宽在图纸加固范围内间距为150mm的钢带,用胶粘结后锚栓加固(只需锚固梁两侧)的方案。
 
           4. 膨胀螺栓的优化
 
            加固结构设计图纸中,设计采用M10(H.S.F.G Blots)摩擦结合式高强膨胀螺栓,因为膨胀螺栓只起到连接钢板和混凝土结构的作用,本身不参与结构受力,为便于粘结和结构打孔,且保证尽量不破坏原结构混凝土、钢筋的性能,首先将螺栓直径根据粘结钢板厚度的不同优化为M6(长度50mm左右,用于3-4毫米厚钢板)和M8(长度80mm左右,用于6毫米厚钢板)两种。
 
           为增强膨胀螺栓的抗拉强度,提高其抗压强度,同时为避免因钢板和混凝土孔径比螺栓直径略大(1~2mm),在钢板或结构受力时螺栓发生轻微晃动造成与钢板微小的位移导致钢板和混凝土不能协同作用。因此可以将膨胀螺栓优化为化学螺栓。因为化学螺栓有可靠的抗拉,抗压能力,且膨胀螺栓的另一个优势就是螺栓在受剪力的作用下不会发生位移及晃动,能够最大限度保证结构与钢板协同受力。
 
            考虑到市场及价格的不可控性,为减小对工期的影响,膨胀螺栓与专用结构胶配合(为保证施工质量和进度,应采购专门的打胶枪施工)后使用可以代替化学螺栓。
 
          另外,考虑到粘结施工后如果发生空鼓率超标需要重新拆除钢板进行二次粘结时,螺杆与螺母一体式的普通膨胀螺栓很难拆掉重新黏贴钢板,螺杆与螺母分离式不但便于钢板拆除重新黏贴施工,且便于钢板敷胶后的紧固与支撑。
 
         5. 钢板打孔的优化
 
          结构加固设计和施工的原则是尽量保证原结构不被破坏,而现在的结构加固设计在梁的同一截面设计有4个M10膨胀螺栓。这会造成结构梁受力后在这些截面上出现较严重的应力集中,变成梁上的最易受到破坏的截面。因此应将螺栓的位置进行优化,螺栓尽量错开,同一截面的螺栓原则上不得超过2个,相邻截面的螺栓最小孔距不宜低于80mm。无法避免的情况下螺栓位置可以“之”字形交叉布置。
 
          现在的结构加固设计中,钢板上的螺栓钻孔中心距结构边缘最小为50mm,而查看配筋图和保护层厚度会发现,这样的位置钻孔必然破坏到梁的受力主筋,这显然严重破坏了原结构的受力性能,而且也极不便于钻孔、清理和打胶施工。因此钻孔位置优化为钻孔外边距结构外边缘为55mm(特别是梁底板孔眼位置)。
 
           同样,现在的结构加固设计中,200mm宽梁底加固钢板的螺栓设置在正中,不便于敷胶后钢板与结构边缘的有效粘结,特别是钢板厚度为3和4毫米的薄钢板。因此钻孔位置优化为“之”字形交叉布置,且钻孔外边距结构边缘为55mm,纵向相邻间距由图纸设计的400mm缩小为200mm。
 
          混凝土结构上有PVC线管的打孔在现场进行(用专门的开孔器进行,严禁用氧气乙炔作业)。
 
          6. 钢板连接的优化
 
           对于因粘结钢板长度不够,需要连接的情况,结构加固设计图纸设计为对接焊,焊缝5mm宽。考虑到粘结钢板厚度的不同,连接的方式也应各异。6mm厚的钢板比较适合对接焊(先点焊,后补焊打磨,尽量避免高温过热),安装之前要将需要对接焊的端头 打磨倒角;
 
          3~4mm厚的钢板优化为用胀栓搭接锚固约100mm长(此方法可以避免施焊,最大程度上减小了高温对结构胶的影响)。
 
          所有焊接作业要在粘结加固期过后方可开始, , 加固期内不得施焊。 。 各种形式的焊接 连接 及其他 方式的 连接 尽量避开钢板受力区 。
 
          7. 梁负弯矩的柱脚加固锚固的优化
 
          现在的结构加固设计将梁负弯矩加固锚固设计为钢板在膨胀螺栓的作用下锚固在柱脚上。根据配筋图的钢筋分布和钢筋搭接设计以及柱子截面较小的实际情况,在柱子上进行膨胀螺栓的施工必然破坏柱子受力钢筋,且打孔、清理和打胶施工极为不便。因此将梁负弯矩加固锚固有必要进行优化。
 
          根据建筑结构加固深化设计规范,此节点可以优化为绕开结构柱(障碍物)锚固。优化节点如下图(粘结板在负弯矩端头加宽,锚固在混凝土板上):



            梁负弯矩钢板粘结优化节点
 
           8. 结构卸载和支撑的优化
 
           为保证加固后的结构和钢板能够协同受力,同时避免电锤钻孔过程中对结构不必要的扰动和破坏,加固前对混凝土结构应进行卸载。如果可能,移去梁上部范围内一切杂物,重物等(已完成墙体等可以保留)。为了解决支撑体系和粘结钢板施工上有冲突的矛盾,应对支撑顺序进行优化,以便于施工:钢板粘结施工后 → 考虑千斤顶或者顶托钢管支撑等快速对梁底进行支撑 → 旋紧加固螺母。
 
          三、建筑粘钢加固施工工艺流程

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