混凝土梁粘钢加固在工程中的应用

魏运均

[摘要]通过某办公楼改造加固项目，结合软件计算和加固方案分析，就钢筋混凝土梁粘贴钢板加固法的原理、计算方法和施工要点进行论述。

[关键词]改造加固；钢筋混凝土梁；粘贴钢板加固法

文章编号：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0110 - 02

粘钢加固即粘贴钢板加固，该方法是使用建筑物结构胶把钢板胶着在混凝土构件外表的一种加固手段，能够增强建筑物结构的整体承载力及抵抗变形能力。粘钢加固施工简单、性能可靠，基本不增加结构自重，不影响结构外形，因此在改造加固项目中应用较为普遍。本文通过一个改造加固项目钢筋混凝土梁粘钢加固算例，对加固设计和施工进行阐述。

1 工程概况

某办公楼为四层框架结构，基础为独立基础，一层层高为4.8m.二至四层层高3.3m，建筑面积约为1910m2。该办公楼为新建建筑，建筑原外立面为真石漆，现变更为干挂石材。

2 加固设计

2.1 计算分析

该办公楼为新建结构，且改造在投入使用前，未对原有建筑结构进行检测鉴定。建筑外立面由真石漆变更为干挂石材，该建筑结构荷载发生变化，依据原建筑结构PKPM计算模型，施加外墙面实际荷载，重新进行计算复核。通过软件计算结果与原有建筑结构模型计算结果对比分析，原结构基础承载力及框架混凝土柱承载力满足要求，不需要进行加固；局部楼层边框梁负弯矩处不满足要求，如果不采取加固措施，对办公楼建筑结构安全存在安全隐患。

2.2 加固方案

钢筋混凝土梁负弯矩处配筋不足，加固方案为梁顶增大截面和梁顶粘钢加固。梁顶增大截面加固：凿除保护层，植筋，绑扎钢筋，支设模板，浇筑混凝土，混凝土养护，施工周期较长；梁顶粘钢加固：梁顶混凝土表面打磨，粘钢板，化学锚栓固定，钢板表面防护，施工简便，周期短。為了能够缩短施工周期，同时缩减工本，钢筋混凝土梁采用梁顶粘钢板加固。

2.3 计算方法

办公楼一层顶楼板结构边框梁截面宽度b=250mm，截面高度h=600mm，单侧纵向钢筋合力点至截面近边缘距离a_s= 42. 5mm，受拉侧纵筋面积A_s= 1520mm2，受压侧纵筋面积A '_s= 1256mm2，混凝土强度等级C30，纵筋强度设计值fy= 360MPa，钢板强度设计值f_sp= 215MPa，截面设计弯矩M=360kN.m。加固设计主要依据《混凝土结构加固设计规范》GB50367 - 2013，梁顶按受弯构件正截面加固计算如下。= /250mm2。

经计算可知，钢筋混凝土梁顶粘钢加固采用Q235B级钢板，厚度为Smm，满足梁顶承载力要求。

3 加固施工

3.1 施工选材

钢筋混凝土梁粘钢加固钢板均采用Q235B钢，粘钢结构胶采用A级结构胶。钢材的性能应符合下列规定：1）钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值应不大于0.85；2）应具有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；3）钢材应具有良好的可焊性和合格的冲击韧性。结构加固用胶粘剂（粘贴用胶）采用A级结构胶，其性能应符合国家标准《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728 - 2011第4.2.2条的规定。

3.2 施工技术要求

办公楼钢筋混凝土梁顶粘钢加固施工操作流程：混凝土梁表面处理一钢板表面处理一胶粘剂配制一涂胶和粘贴一固化、化学锚栓锚固一检验一防腐。粘钢加固实施操作按照《混凝土结构加固设计规范》 GB50367 - 2013规定进行。梁粘钢加固施工过程中需要注意以下几个方面。1）采用粘贴钢板对钢筋混凝土结构进行加固时，应优先考虑将原结构构件除自重外进行卸荷，卸载后方可施工。2）混凝土梁加固前，必须去除表面粉刷层（或抹灰层），清除油污、污物，劣化层等，较大凹陷处用结构胶修补，清除表面粉尘并清洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。3）钢板粘结面，须进行除锈和粗糙处理，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。4）建筑结构胶为A，B两组份，取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按说明书配合比混合，并用搅拌器搅拌约5～ lOmin至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡，配置场所宜通风良好。5）胶粘剂配制好后，用腻刀涂抹在已处理好钢板面上（或混凝土表面），胶断面宜成三角形，中间厚3mm左右，边缘厚1mm左右，然后将钢板粘贴在混凝土表面，梁上钻孔，用准备好的化学锚栓M12锚固固定。6）粘贴钢板后，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应应剥离钢板，重新粘贴。7）防腐处理，钢板表面应刷胶撒砂或挂钢丝网并抹厚度不小于25mm的高强度等级水泥砂浆作防护层。

4 结语

粘贴钢板加固法在设计方面，能够很大幅度地提高钢筋混凝土构件的负载性能，满足钢筋混凝土结构新增荷载对其增加承载能力要求，是建筑结构改造加固方案的首选加固方法之一。粘贴钢板加固法在施工方面，施工前应做好粘钢加固施工工艺技术交底工作，施工过程中严格控制加固施工质量。

参考文献：

[1] GB50367 - 2013，混凝土结构加固设计规范[S].

[2]和燕，崔秀琴，李丽.钢筋混凝土梁粘钢加固的应用实例[J].四川建筑科学研究，2009，35（ 04）.