粘贴钢板技术在某工程结构加固处理中的应用

粘贴钢板技术在某工程结构加固处理中的应用摘要：本文介绍江门市某商场进行截柱接梁改造工程实施的成功经验, 对有关设计计算方法, 构造及施工要求进行了论述。

关键词：粘钢板加固框架截柱

1、工程概况

江门市某商场是一幢9层钢筋混凝土框架一剪力墙结构建筑，始建于1996年，商场面积为 22000㎡。该建筑原为集商场、住宅楼为一体的建筑。该建筑已使用多年的三层二跨框架结构（跨度分别为6.9与7.5m, 其中二榀框架内设有b1轴柱列, 故局部形成三跨框架, 目前由于使用功能需要, 拟将b1轴柱列截除, 全部成为三层二跨框架, 见图（1）如何截除框架柱, 柱被截除后框架内力如何变化，,如何选择有效的方法进行加固等等设计计算与施工问题, 是选择加固方案时必须认真考虑的。对多种加固方案分析、比较后,认为采用粘钢板加固的方法较为安全可靠, 且工期短, 能满足建设单位的使用要求和进度。

图1

2、基本假设

1）粘钢板加固中采用的国产jgn建筑结构胶在环境温度低于60°c,相对湿度低于70%情况下, 能保持其强度, 可满足设计要求。能保证钢板与混凝土构件的粘结。其抗剪, 抗拉强度按《规范》cec25—90一附录一附表1一1采用。

2）砼的抗剪强度按cecs25一90(2)“附录一附表1一1采用。砼的轴心抗拉强度标准值, 设计值按现行规范gbj10-89(1)取值。

3）加固用钢板采用3号钢钢板。联接及焊缝的强度设计值, 按现行国家标准gbj一17一88规定采用。

4）凡按粘钢板加固规定工序施工的加固构件, 钢板与砼构件能共同作用, 充分发挥加固钢板的强度, 构件正截面承载力计算符

合平截面假定。

3、加固设计施工

3、1 基础验算分析

在加固设计时, 首先应对房屋原结构作全面的调查分析。对砼老化和强度应作鉴定, 特别对地基基础情况要作全面分析, 截柱

后上部结构传给基础的荷载将出现较大的变化, 应对基础进验算, 沉降应符合规范要求。如出现沉降不能满足规范要求则首先需对基础加固。其加固方法可采用柱下基础压桩法。或采用柱下基础做基础梁方法, 对原条形基础可采用增大基础梁的方法, 使条形基础

梁成为短梁—刚性梁。本工程基础经调查计算后, 符台规范要求基础不需加固。

3、2 框架内力分析

参照原结构框架配筋图(图3),再根据使用功能的要求, 作出框架截柱后的计算简图, 按恒载加活载和恒载作用下的分布情况计

算出各控制截面的内力值。根据各控制截面的内力值和原框架各截

面的配筋进行比较, 并检查构造是否满足规范要求。

(1)如果需增加负弯矩区段的配筋量, 由于粘贴钢板不能伸入支座, 无法锚固, 则可采用图2(a)时所示方法, 图中加强钢筋围绕柱三表面紧贴, 并用比原构件砼高一级的砼作保护层, 钢板与钢筋之间的焊接应在粘贴钢板前完成。(见图2a、2b〕

(2)如果负弯矩钢筋量已足够(本文所述工程即属这类情况)而钢筋伸入梁内长度不够, 则可采用图2(b)方法进行加固处理, 此时锚固长度lm可取为

(3)如截柱后, 梁负弯矩钢筋的伸入长度和配筋量都不满足则可将以上方法联合使用, 以达到设计要求。

截柱前框架配筋图图3

(4)当截除b1轴柱后, 梁在该截面处的内力起了变化, 从承受负弯矩变为承受正弯矩。考虑到通常加固是在卸去活载时进行的, 粘贴的加固钢板是在截去柱后才开始受力。且钢筋应变有很长一段屈服段, 所以截柱后加固钢板还是能充分发挥作用。在计算时, 一般把粘贴钢板看作内部配筋。由于去柱后梁的跨度增大, 可能产生梁截面高度不够, 则可利用原该截面上部配筋作抗压作用, 按双筋梁来设计计算。

图4

3、3 加固工序、方法

(1)根据内力分析结果, 首先对梁上部控制截面负弯矩进行加

固, 实现负弯矩加固一步到位。

(2)根据恒载内力图, 在截柱前对梁下部侧面粘贴钢板加固,

见图4, 由于梁侧面粘贴钢板是按(1/3)h高度进行配筋计算, 其抗弯有效高度应根据侧面钢板的受力中心点确定h。

(3)待以上加固钢板的粘贴胶达到设计强度后截去柱, 按恒载

加活载共同作的内力图进行正弯矩钢板的粘贴施工, 钢板粘贴在

梁的底部, 见图4, 这种施工方法可省去截柱的支撑工艺及材料, 此时抗弯配筋计算h, 可选用原梁截面配筋的h。本工程加固由于受次梁的限制, 钢板宽度未按(1/3)h配置。

4、加固粘贴钢板的要求

1）由于粘贴钢板容易在板端部产生应力集中而使砼剪裂, 所以宜在钢板端部粘贴两个u型钢板箍。

2）考虑到施工中钢板表面处理等因素而造成截面面积的损失, 所以在设计中钢板截面有效面积应乘0.85.

3）为了便于施工,钢板一般宜用3mm厚钢板,宽度应小于300mm.

4）在工程加固完工后, 应进行加荷试验, 本工程加荷采用4000n/m2加荷时间为24小时, 测试结果各项指标均满足使用要求。

5） jgn建筑胶不宜在高温环境中使用。

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