摘要：鋼筋混凝土結構是目前建筑中使用最廣泛的一種結構，由于施工質量、設計不當、功能改變等多種原因，需要進行加固來保證結構安全性和可靠性。本文闡述了研究外包粘鋼加固技術的特點與應用方式，結合工程實例，說明外包粘鋼加固方法在實際工程應用中的操作要點和需要注意的問題。

　   建筑物結構加固是研究使受損建筑重新恢復作用，即使失去部分抗力的結構重新獲得原有的構件抗力甚至超過原有抗力的學科。該學科包含了結構損傷學、檢測學、加固理論和加固技術、設計方法、施工方法以及加固方案選擇與投資效益的優(yōu)化等等。但是加固技術的應用涉及的問題很多，不僅要遵循現行的規(guī)范、標準，還牽涉到過去的工程做法、標準的材料。因此，合理、有效的開展鋼筋混凝土加固技術的工程應用研究，具有重要的經濟和社會意義。

　　外包鋼加固技術的特點與應用方式．外包鋼加固技術的特點外包鋼技術是一種使用較廣的傳統(tǒng)加固方法。分為干式外包鋼法和濕式外包鋼法兩種形式。它可以在基本不增大構件截而尺寸的情況下較多地提高其承載力，增大延性和剛度。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承載力的混凝土結構。當采用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應高60℃，當環(huán)境具有腐蝕介質時，應有可靠的防護措施。其中，以乳膠水泥粘貼或以環(huán)氧樹脂化學灌漿等方式粘貼型鋼來外包構件，稱為濕式外包鋼加固法：而當型鋼與原構件之間無粘結材料，或雖然填塞有水泥砂漿，但仍不能確保結合面剪力有效傳遞，這種外包鋼法稱為干式外包鋼加固法。近年來外包鋼加固方法研究成果豐富，工程應用廣泛。與其它幾種加固方相比較，外包鋼加固有一些特殊的優(yōu)點：（1）基本不增加構件及結構的荷載，不改變原設計的結構體系和受力形式；（2）膠粘劑硬化時間快，施工周期短，現場操作簡單；膠粘劑強度高于混凝土本體強度，可以使加固體與原構件共同工作，受力均勻；包鋼加固一方面補充了原構件鋼筋的不足，有效提高原構件的承載力；另一方面還通過大面積的鋼板粘貼，有效地保護了原構件的混凝土。限制裂縫的開展，提高了原構件的剛度和抗裂能力。

　　外包鋼加固技術的應用方式濕式外包鋼法同干式相比，在受力機理上更為合理，它能使原結構與加固結構共同工作，協(xié)同變形，從而做到無需單純靠增大原構件尺寸來提高截面承載力、在使用功能上及投資預算有明顯的優(yōu)點。濕式外包鋼加固法，是以型鋼外包于構件的四角，外包型鋼與構件間用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學灌漿等方法粘結，使型鋼架與原構件能整體工作共同受力、它在受力上既注重發(fā)揮新加型鋼架的承載力，并能通過結合面與原構件共同受力協(xié)同變形，使原結構混凝土形成三向受壓應力的核心混凝士，從而大大提高了原結構混凝土的抗壓強度。干式外包法不能保證外包結構與原混凝土結構之間的剪切應力的有效傳遞，因此二者的協(xié)調工作性能較差；濕式外包鋼法是在外包鋼與原混凝土之間加入粘結材料，提高了二者的共同工作性能。在建筑結構工程加固應用中一般有兩種情況，一是因為由于設計時計算錯誤、施工缺陷及改變原使用目的，在原混凝土未承受外力情況下需要對其加固處理，或完全卸載的加固處理，即無應力下的加固處理；另一種情況是在混凝土承受外力后，由于承載力不足而需要對之加固，加固時由于各種原因不能卸載或卸載不完全，在混凝土有應力的狀態(tài)下加固，即有應力的情況下加固。鋼筋混凝土柱經外包鋼加固后，使得加固構件由原來的單一截面變?yōu)榻M合截面，形成組合受力構件，其受力性能與加固前的結構有較大差異，從而完成對建筑結構的加固。

　　外包粘鋼技術在建筑結構加固中的應用一案例分析．工程概況該建筑為lO層鋼筋混凝土框架結構，總建筑面積為17700㎡，該項目的建設單位為北京××房屋開發(fā)有限公司，設計單位為北京市××規(guī)劃設計院，施工單位為北京++建筑有限公司，監(jiān)理單位為北京++監(jiān)理有限責任公司，混凝土施工采用現場攪拌、非泵送的方式。工程于2008年月開工，2009年2月完成主體施工。工程主體結構竣工后。北京建筑科學研究院工程質量監(jiān)督站在主體結構檢測抽檢過程中，發(fā)現該該工程的，2層框架柱的混凝土抗壓強度未達到設計要求。后由施工單位委托建筑工程測試中心對該樓1，2層框架梁柱的混凝土抗壓強度進行專項檢測。

　　問題分析通過××大學工程測試中心檢測，該工程1，2層梁柱混凝土強度達不到設計強度要求，經過設計單位核算，不能滿足結構安全和使用功能，依據《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300—2001）有關規(guī)定，需要進行加固處理。

　　加固方案的選擇通過試驗分析，采用圓形加固受力性能較好，但增加面積較大，且一、二層為網點用房，已經預售，另外減少使用面積，不滿足用戶要求；方形加固方案對柱的承載能力提高不及圓形加固，但考慮到該項目為新建項目，為盡量減少結構尺寸變化，綜合來看應該選擇方形加固方案。鋼筋混凝土柱外包鋼加固法，用CGM水泥基灌漿料少量增大柱子截面，并外包鋼板套筒，在新增加截面的部分提高柱子承載力的同時，還因新增鋼板箍的橫向約束作用，使原混凝土柱產生良好的三向應力狀態(tài)，因而可以大幅度提高柱子的承載力，另因粘結效果還使外包鋼套、灌漿料與原柱之間可靠地聯結成整體。外包鋼加固方法不僅能滿足項目提出的在柱子加固時既要大幅度提供其承載力，又要使柱子的橫截面積增大不多的要求，而且具有整體性強，可靠性高等優(yōu)點。

　　加固材料選擇高強無收縮灌漿料，是中冶集團建筑研究總院研制的一種水泥基灌料，以高強度材料為骨料，以水泥作為結合劑，具有高流態(tài)、微膨脹、防離析、強度高、使用范圍廣等優(yōu)點，膨脹率大于0.02％，28天抗壓強度超過C55混凝土，在一100～600℃度環(huán)境下，均能保持良好性能。它施工工效高。操作簡單，加水即可使用，能確保工程質量。

　　施工方法．卸載本工程新加部分在加固后并不立即分擔荷載，而是在新增荷載下，即第二次加載情況下，才開始受力。這樣，整個加固結構在其后的第二次荷載受力過程中，新加部分的應力、應變始終滯后于原結構的累計應力、應變，原結構的累計應力、應變值始終高于新加部分的應力、應變值，原結構達到極限狀態(tài)時，新加部分的應力、應變值可能還很低，破壞時，新加部分可能達不到自身的極限狀態(tài)，其潛力可能得不到充分發(fā)揮。因此，在加固結構中應卸荷和加強細部處理。在可能的情況下應該將所有活荷載全部去掉，如果不能去掉，則應該采用施加反力的方法，將原構件的應力應變水平降低一些，最理想的狀態(tài)是將原構件的應力應變降低為零。

　　本工程的卸荷方法為：將原設計中180厚空心磚墻改為6O厚三拓板輕體隔墻，240厚空心磚墻改為1／4磚并60厚三拓板組合墻。

　　施工操作基層處理：將柱邊墻體及裝飾拆除干凈，用角磨機除去柱表混凝土風化層，并將表面鑿毛或打成溝槽，深度不宜小于6mm，柱面虧損處應剔鑿到堅實的混凝土面。（2）斷面控制：測出基層處理合格后的柱斷面尺寸，根據設計圖紙計算出柱周加大斷面的厚度。為節(jié)約材料，更好地保證工程質量，均按平均值計算。選定一柱角，按計算出的柱加大斷面厚度，兩測吊垂線，分別在距樓板上皮600、1500ram處，測出此點位柱加大斷面的實際尺寸，并在柱面上做好準備標志。鋼板粘貼面要進行除銹和粗糙處理，打磨紋路要與鋼板套筒受力方向垂直。（3）模板支設：柱鋼板拼焊驗收合格后，支設模板。柱支模必須自上向下進行，以避免灰塵顆粒落到下部模板上，影響加固質量。柱支模采用外包鋼板內框法，用的方木，按外包鋼板之間的實測尺寸支內模，方木與柱相接的面要刨平。方木可多次周轉使用。（4）CGM的配制：CGM灌漿料拌和時，加水量應按隨貨提供的產品合格證上的推薦用水量加入，攪拌均與即可使用。對地腳螺栓錨固和載埋鋼筋，用水量可根據工程實際情況適當減少。

　　拌和用水應采用飲水，使用其它水源時，應符合現行《混凝土拌和用水標準》（JGJ63）的規(guī)定。CGM灌漿料的拌和可采用機械攪拌或人工攪拌。推薦采用機械攪拌方式，攪拌時間一般為1.2分鐘（嚴禁使用手電式攪拌器）。采用人工攪拌時，應先加入2／3的用水量拌和分鐘，其后加入剩余水量攪拌至均勻。（5）攪拌地點應盡量靠近灌漿施工地點，距離不宜過長。（6）每次攪拌量應視使用量多少而定，以保證40分鐘以內將料用完。（7）CGM澆注：澆注CGM應自下而上進行，沿柱高每隔l|2m，當CGM在出氣孑L一側溢滿鋼板套筒時，表明下部CGM可隨用隨拌制，也可連續(xù)進行澆注，直至全部完成。（8）節(jié)點處理：鋼板穿樓板遇混凝土梁時，須按圖紙單肢切除鋼板并與梁頭加強鋼板焊接，而另一肢與上層鋼板對接時，需將板上鋼板局部切除，不僅工序復雜，也很難保證施工質量。根據設計等強焊接要求，經過計算進行施工。

　　本工程經過加固后，已經被驗收通過，即將再次投入使用。

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