钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术研究与应用 2.docVIP

钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术研究与应用摘要：　本文通过钢筋混凝土短柱的外包粘钢加固的试验，将包钢与粘钢方法结合起来，加固后的外包粘钢与原混凝土之间能共同工作，并在原混凝土内形成二向应力状态，大大提高了结构整体承载力，并且空间占用较小，现场加固工艺简便，工期短，对周围环境影响小的优点。在广东省电力一局万益钢结构厂主厂房钢筋混凝土柱加固的实际工程应用中，保证了工厂能够按期完成钢结构生产任务，取得了良好的经济效益与社会效益。 关键词：　混凝土柱 包粘钢 加固1. 概述 　　混凝土结构加固技术是一门新兴的学科，结构试验研究、理论分析及规范编制等基础理论工作，近年来均有很大进展。日本在混凝土结构裂缝修补技术方面，较系统全面，编制了《混凝土工程裂缝调查及补强加固技术规程》；原苏联在工业厂房加固设计构造方面，积累了较为丰富的经验，出版有结构加固构造图集；英国、德国在混凝土结构缺陷修补、防水及防腐处理技术方面，也取得了不少成功经验。我国近几年，在混凝土结构抗震加固旧房改造及工程事故处理方面，进行了大量的工程实践与试验研究，在国内发表了大量论文，出版了不少著作，并且编有《混凝土结构加固技术规范》（CECS25：90）。 　　钢筋混凝土结构的耐久性问题已越来越引起人们的关注。美国学者用“五倍定律”形象地说明耐久性的重要性，特别是设计对耐久性问题的重要性。设计时，对新建项目在钢筋防护方面，每节省1美元，则发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美元，混凝土开裂时多追加维护费用25美元，严重破坏时多追加维护费用125美元。这一可怕的放大效应，使得各国政府投入大量资金用于钢筋混凝土结构的耐久性与加固的研究。除了耐久性外，还有施工质量问题，许多新建的建筑工程也存在较严重的工程质量问题和质量事故，这些建筑的加固在整个加固工作中，也占有相当大的比例。 　　对老化或有病害的钢筋混凝土结构进行加固是提高其耐久性、延长其使用寿命较有效的办法，其主要方法有以下几种：加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支撑加固法、粘钢加固法、托梁拔柱技术、增设支撑体系及剪力墙加固法、增设拉结连系加固法、裂缝修补技术等。 　　其中，粘钢加固法是比较新颖的一种加固方法，它是在混凝土构件表面用特别的建筑结构胶粘贴钢板，以提高结构承载力的一种加固方法。该方法始于60年代，优点是简单、快速、不影响结构外形，施工时对生产和生活影响较小。在国际上它是一种适用面较广的先进的加固方法。不仅在建筑上使用，而且在公路桥梁也普遍采用。 　　外包钢加固法也是一种使用面较广的传统加固方法，分湿式与干式两种情况。两者相比，干式外包钢施工更为简便，但承载力提高量、整体工作性能及受力特点也不如湿式外包钢有效。湿式外包钢加固施工较为复杂。本文拟将湿式外包钢加固技术与粘钢加固技术结合起来，用新型结构胶代替乳胶水泥和环氧树脂化学灌浆，这可给施工带来较大方便，且型钢能与原混凝土结构共同受力，同时发挥了外包钢加固技术与粘钢加固技术的优点。本文就是要通过对这种新型结构胶的外包粘钢柱的模型试验，探讨这种加固技术的受力性能。并还针对广东省电力一局万益钢结构加工厂出现的质量问题，把其作为工程加固研究实例，分析其结构受损的原因，提出结构加固的方案及施工措施，并评价加固效果，进一步说明把上述外包粘钢技术用于工程结构加固的可行性。 2. 钢筋混凝土短柱胶凝混凝土外包粘钢加固试验 　　2.1 试验目的与试件制作 　　试验目的为了满足实际工程中提出的在柱子加固时既要大幅度提高其承载力，又要使柱子的横截面积增大不多，还要整体性强，可靠性高等要求。我们在钢筋混凝土柱原有的加固方法的基础上，提出了钢筋混凝土柱外包粘钢加固法。该方法用高强胶凝混凝土少量增大柱子截面，并外包粘角钢和包粘钢板，在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时，还因新增钢板箍的横向约束作用，使原混凝土柱产生良好的三向应力状态，因而可以大幅度提高柱子的承载力。另因粘的效果还使外包钢套、高强胶凝混凝土与原柱之间可靠地联结成整体。 　　为了验证上述加固方法的加固效果，进行了钢筋混凝土的短柱轴压试验。未加固的试件为配置了纵筋和箍筋的短柱，截面尺寸150×150m，柱长600mm，配有4Ф6纵筋，箍筋采用Ф4@150，见图1（a）。预制四组不同等级的钢筋混凝土柱，第一组试件数9根，另外三组试件数均为6根，共预制了27根短柱，四组试件混凝土立方体抗压强度依次为14.7N/mm2、22.6N/mm2、23.6N/mm2、26.0N/mm2。由于柱子尺寸不大，将外包角钢和钢板箍用外包钢板套筒代替。加固步骤是先预制好钢筋混凝土短柱，用2mm厚的A3钢板做好钢板套筒，要求钢板套筒与柱子等长，然后将混凝土短柱表面和钢板套筒内壁做粘接前的表面处理，再二者表面涂上WSI界面胶，最后将短柱置于钢板套筒中，在