【正文】 從國外來看，近幾年一些發(fā)達(dá)國家對(duì)舊建筑物評(píng)估、加固維修及改造的研究發(fā)展很快。經(jīng)過幾十年的使用，不少廠房在材料與結(jié)構(gòu)方面呈現(xiàn)出嚴(yán)重的損 傷及破壞：但因我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)實(shí)力尚不雄厚，仍然有不少 50 年代所建的廠房仍在繼續(xù)使用。 據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)房屋建筑面積 50 億平方米，按照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 50 年計(jì)算，相當(dāng)多的房屋己進(jìn)入“中老年期”；另外，建筑物在使用過程中，由于自然的 （ 如大氣、地震、地基沉降，風(fēng)火，水災(zāi)等 ） 、電化學(xué)、機(jī)械作用等諸多因素引起的破損 （ 如開裂、失穩(wěn)、鋼筋銹蝕、混凝土剝落、酥松等 ） ，以及由于設(shè)計(jì)或施工錯(cuò)誤，材料性能未達(dá)要求，新工藝的特殊要求等等，引起結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度或耐久性不足，至使不少建筑物過早地出現(xiàn)缺陷形成“早衰”從而步入“正常退役”之列。粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 1 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 可行性研究報(bào)告 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 2 目錄 一、技術(shù)背景 ............................................................................................................. 3 技術(shù)相關(guān) .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。此現(xiàn)象在工業(yè)建筑中尤為突出。必須指出：其中不少廠房，由于損傷程度相當(dāng)嚴(yán)重，己劃入危險(xiǎn)房屋之列，直接影響生產(chǎn)，危及職工生命安全。目前，國外建筑物的維修改造己形成一個(gè)完整的體 系 （ 一般稱為建筑物維修改造行業(yè) ） ，與新建筑業(yè)并行成為建筑業(yè)的重要力量。 由于 以上種種原因，舊建筑物的可靠性評(píng)價(jià)、加固理論的研究已成為建筑工程學(xué)科的一個(gè)研究新熱點(diǎn)，建設(shè)部九五科技發(fā)展綱要中已把該課題重點(diǎn)提出，作為一個(gè)攻關(guān)的目標(biāo)。事后研究認(rèn)為，倒塌的主要原因在于 加固第二層柱子后把薄弱層轉(zhuǎn)移到底層，使底層在地震作用下出現(xiàn)了很大的彈塑性變形而導(dǎo)致該建筑結(jié)構(gòu)倒塌。從實(shí)質(zhì)來講，它是一門研究結(jié)構(gòu)服役期間的動(dòng)態(tài)可靠度及其維修理論的綜合學(xué)科， 現(xiàn)已成為建筑工程學(xué)科的一個(gè)新領(lǐng)域。但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；比較適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力﹑高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。其主要缺陷是現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長，而且會(huì)帶來建筑凈空的明顯減少。但加固工作量較大，易損害建筑物的原貌和使用功能，通常還會(huì)減小建筑的使用空間。 該加固法的特點(diǎn)是施工便捷，只需 卸荷和按要求除銹后即可施工。主要缺點(diǎn)是鋼材用量較大，相應(yīng)加大了工程成本；在節(jié)點(diǎn)處理上也有一定的難度。 按纖維材料的不同，可分為玻璃纖維材料﹑碳纖維材料和阿拉米德材料。特別是在曲面殼體和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的加固中，具有其它加固方式無法比擬的優(yōu)勢(shì)，與混凝土的有效接觸面積可達(dá) 100%。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 8 我國在該領(lǐng)域的研發(fā)工作從 1997 年開始起步， 98 年才開始實(shí)際的工程應(yīng)用。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑物的加固、維修、改造的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也將越來越廣，各種新的加固技術(shù)必將不斷地涌現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)也必將取得更長足的發(fā)展 技術(shù)研發(fā)必要性 建筑結(jié)構(gòu)在服役期間，隨著時(shí)間的流逝，會(huì)因劣化、損傷造成使用功能下降，或因技術(shù)條件的限制，以及使用功能的改變等條件使工程無法正常的使用。而對(duì)建筑物進(jìn)行可靠的鑒定與評(píng)估，是建筑物加固的依據(jù)，也是工程加固的首要問題，因此，對(duì)先天不足或后天管理不善的建筑物，使用不當(dāng)或?yàn)榭购庾匀粸?zāi)害進(jìn)行加固的建筑物，災(zāi)后建筑物的維修和需要加層、改造的建筑物，對(duì)進(jìn)入 “中老年 ”期需進(jìn)行診斷、檢查和處理的建筑物，都需要進(jìn) 行調(diào)查，檢驗(yàn)，并作出科學(xué)的鑒定與評(píng)估。第一次世界大戰(zhàn)后，經(jīng)過一段時(shí)間的休養(yǎng)生息，到 20 世紀(jì) 20 年代后期美國出現(xiàn)了興建高層建筑和高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的高潮，使經(jīng)濟(jì)大蕭條得到復(fù)蘇。此后， 隨著社會(huì)的進(jìn)一步的發(fā)展，人們生活水平進(jìn)一步的提高，人們對(duì)建筑功能的要求越來越高，越來越感到已有建筑的規(guī)模和功能的逐漸減弱等引起的結(jié)構(gòu)安全問題已開始引起人們的關(guān)注，但是由于昂貴的拆遷費(fèi)用以及對(duì)正常生活以及環(huán)境的嚴(yán)重影響等問題阻礙了新一輪新建高潮的興起，于是人們把目光投向?qū)ΜF(xiàn)有房屋的維修加固和現(xiàn)代化改造，這種在保存原來建筑形體的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行加固和現(xiàn)代化改造，即在提高結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)使其內(nèi)部設(shè)施功能現(xiàn)代化的加固改造措施，投資少、影響小、見效快，不僅有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有巨大的社會(huì)效益，因此，促使建筑業(yè)跨 入以現(xiàn)代化改造和維修加固為重點(diǎn)的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。因此，對(duì)這些新建房屋施工建造期間發(fā)生的工程事故的評(píng)估和處理加固技術(shù)應(yīng)同樣地得到重視。當(dāng)前，在國外，建筑工程維修改造業(yè)的發(fā)展越來越快，已經(jīng)成為建筑業(yè)的重要組成部分。同時(shí)我國在 1991 年頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》， 2020 年頒布了《碳纖維片加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，我國在建筑物的維護(hù)改造與加固方面的規(guī)范與規(guī)程還有：《磚混結(jié)構(gòu)房屋加層技術(shù)規(guī)范》、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》、《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)定及加固技術(shù)規(guī)程》等。美國學(xué)者用“五倍定律”形象地明 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 11 耐久性的重要性，特別是設(shè)計(jì)對(duì)耐久性問題的重要性。 對(duì)老化或有病害的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固是提高其耐久性、延長其使用壽命較有效的辦法，其主要方法有以下幾種：加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支撐加固法、粘鋼加固法、托梁拔柱技術(shù) 、增設(shè)支撐體系及剪力墻加固法、增設(shè)拉結(jié)連系加固法、裂縫修補(bǔ)技術(shù)等。在國際上它是一種適用面較廣的先進(jìn)的加固方法。 企業(yè) OHSAS18001 職業(yè)健康安全體系標(biāo)準(zhǔn)文件 二、技術(shù)內(nèi)容與可行性分析 技術(shù)原理與施工原則 施工方案編制原則 以完全無振動(dòng)的機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)對(duì)原結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行無損性拆除，力求施工現(xiàn)場(chǎng)不出現(xiàn)明顯粉塵，并保持低施工噪音，確保達(dá)到環(huán)保無污染施工的目標(biāo)。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 13 本工藝標(biāo)準(zhǔn)以環(huán)境溫度不 超過 60℃，相對(duì)濕度不大于 70%，及無化學(xué)腐蝕的使用條件為限，否則應(yīng)采取有效防護(hù)措施。 JGN 結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度 被粘基層 材料種類 破壞特征 抗剪強(qiáng)度（ MPa） 軸心抗拉強(qiáng)度（ MPa） 試驗(yàn)值 （ fov ） 標(biāo)準(zhǔn)值 （ fvk） 設(shè)計(jì)值 （ fv） 試驗(yàn)值 （ fto ） 標(biāo)準(zhǔn)值 （ ftk） 設(shè)計(jì)值（ ft） 鋼 —鋼 膠層破壞 ≥ 18 9 ≥ 33 鋼 — 混凝土 混凝土破壞 ≥ fov fcvk fcv ≥ fcto fctk fct 混凝土 —混凝土 混凝土破壞 ≥ fov fcvk fcv ≥ fcto fctk fct 混凝土抗剪強(qiáng)度（ MPa） 混凝土強(qiáng)度等級(jí) 抗 剪強(qiáng)度 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 試驗(yàn)值（ focv ） 標(biāo)準(zhǔn)值（ fcvk） 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 14 設(shè)計(jì)值（ fcv） 混凝土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值 focv 、標(biāo)準(zhǔn)值 fcvk 及設(shè)計(jì)值 fcv按附表 采用；混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fctk 用設(shè)計(jì)值 fct，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定采用。 （ 2） 混凝土構(gòu)件表面 ， 應(yīng)按下列方法進(jìn)行處理 ： 對(duì)原混凝土構(gòu)件的粘合面 ， 可用硬毛刷粘高效洗滌劑 ， 刷除表面油垢污物后用清水沖洗，再對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，除去 2～ 3mm 厚表層，直至完全露出新面，并用無油壓縮空氣吹除粉粒。 （ 3） 鋼板粘接面，須進(jìn)行除銹和粗糙處理。如鋼板銹蝕嚴(yán)重，須先用適度鹽酸浸泡 20min，使銹層脫落，再用石灰水沖洗，中和酸離子，最后用平砂輪打磨出紋道。 （ 5） JGN 粘結(jié)劑為甲、乙兩組份，使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方能使用，按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定配制。粘好鋼板后，用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實(shí)，否則應(yīng)剝下鋼板，補(bǔ)膠，重新粘貼。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 1）撤除臨時(shí)固定設(shè)備后 ， 應(yīng)用小錘輕輕敲擊粘結(jié)鋼板 ， 從音響判斷粘接效果或用超聲波法探測(cè)粘強(qiáng)密實(shí)度 .如錨固區(qū)粘結(jié)面積少于 90%， 非錨固區(qū)粘結(jié)面積少于 70%， 則此粘結(jié)件無效 ， 應(yīng)剝下重新粘結(jié)。 安全與環(huán)境 配制粘結(jié)劑用的原料應(yīng)密封貯存 ， 遠(yuǎn)離火源 ， 避免陽光直接照射。 粘鋼加固技術(shù)原理 技術(shù)原理 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前常用的建筑結(jié)構(gòu)形式，由于設(shè)計(jì)施工過程中存在的問題或建筑超過使用年限等多方面的原因造成結(jié)構(gòu)承載力不足的現(xiàn)象屢見不鮮。而粘鋼加固技術(shù)是利用粘鋼加固的鋼板與原結(jié)構(gòu)體共同作用的機(jī)理使構(gòu)件的受彎、受剪、受扭、受壓性能得到提高的一種加固方式。 施工快速：在保證粘鋼加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，快速完成施工任務(wù)，并能根據(jù)業(yè)務(wù)要求，在不停產(chǎn)不影響使用的情況下完成施工，受到用戶的普遍贊揚(yáng)。粘貼鋼板的方案多種多樣，靈活巧妙。測(cè) 量重點(diǎn)是洞口位置的確定，首先要確定洞口中心的標(biāo)高，然后以此為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)放洞口位置。 測(cè)量器具一覽表 儀器名稱 精度 數(shù)量 鋼尺 一級(jí) 8 把 水準(zhǔn)標(biāo)尺 2m 2 根 鋼筋探測(cè)儀 1 臺(tái) 以上施工用測(cè)量?jī)x器須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定、規(guī)程進(jìn)行檢定，不得有未檢定或超過有效期、或檢定不合格的計(jì)量器具在現(xiàn)場(chǎng)使用。 測(cè)量?jī)x器應(yīng)按周 期送檢，未檢定、超出檢定周期及檢定不合格的測(cè)量?jī)x器不使用。 施工特點(diǎn) 施工簡(jiǎn)便、快捷，被加固件斷面尺寸和重量相對(duì)較小。 本技術(shù)所用粘接劑，以 JGN 系列建筑結(jié)構(gòu)膠為準(zhǔn)，對(duì)于其它膠種，當(dāng)有充分試驗(yàn)依據(jù)且性能滿足使用要求時(shí)亦可受用。 粘鋼項(xiàng)目施工工序流程。磨粗糙度越大越好，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，打磨出紋路要連續(xù)，嚴(yán)禁出現(xiàn)未打磨的地方，其后用棉絲沾丙酮擦拭干凈。 ⑵ 對(duì)于新混凝土粘合面，先用鋼絲刷將松散浮渣刷去，再用硬毛刷粘拭洗滌劑刷表面，用有壓冷水沖洗，待完全干后即可涂粘結(jié)劑。 （ 5） 粘貼鋼材 用小鏟刀將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹在鋼材清理面和混凝土清理面上，抹膠厚度 1～ 3 ㎜，中間厚、邊緣薄。 若采用包鋼灌注結(jié)構(gòu)膠的工法進(jìn)行施工時(shí)，首先將加工符合要求的環(huán)形鋼板焊接在一起，在鋼板下部用角鋼做 4 個(gè)支托托住鋼板，同時(shí)用膠泥封堵鋼板的上下縫，在鋼板的底部和上部 200 埋設(shè)塑料 注膠嘴和出氣孔，注膠時(shí)由下部注膠粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 24 孔注入，直到上部氣孔有膠液流出時(shí)方可結(jié)束。 技術(shù)保障措施 粘鋼加固是在砼構(gòu)件表面用建筑結(jié)構(gòu)膠粘鋼板，依靠結(jié)構(gòu) 膠良好的正粘結(jié)力和抗剪切性能，使鋼板與砼牢固的形成一體，以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)作用。 （ 3） 搭設(shè)合理的施工操作平臺(tái) 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 25 根據(jù)粘鋼位置和施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，合理搭設(shè)便于施工操作的活動(dòng)工作平臺(tái)，減少施工輔助時(shí)間，提高施工效率。 耗能支撐框架柱粘鋼加固 耗能支撐框架柱粘鋼工程作為 本技術(shù) 粘鋼項(xiàng)目的重點(diǎn)及難點(diǎn)，對(duì)其工程質(zhì)量必須高標(biāo)準(zhǔn)要求，在充分掌握粘鋼的技術(shù)要求和施工工法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地根據(jù) 本技術(shù) 特點(diǎn)，提高其施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，見 下 圖。鋼板的的厚度為 14mm，則根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的尺寸，在加工廠將其冷加工完畢，則在鋼板上測(cè)量出安裝 M14螺栓的位置，并用十字線標(biāo)清，再用臺(tái)鉆按照標(biāo)清的螺栓位置鉆Ф 18mm 的孔。嚴(yán)禁杜絕傷害其結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋。 （ 6） 固化、卸加壓固定系統(tǒng) 對(duì)粘貼到位的構(gòu) 件做好標(biāo)示工作，提醒其他人員防止在結(jié)構(gòu)膠固化時(shí)間內(nèi)對(duì)粘貼鋼材擾動(dòng)。鉆進(jìn)過程中采用冷卻水、并攜帶出磨削下來的粉屑。排孔也可實(shí)現(xiàn)切割分離。 孔位偏差 采用十字畫線法確定鉆孔中心，孔位偏差不超過 3mm。鉆孔過程中根據(jù)鉆頭前方的狀況適時(shí)調(diào)整角度和鉆孔速度以保證成孔質(zhì)量。然后對(duì)原混凝土構(gòu)件的粘合面，尤其對(duì)于金剛石薄壁鉆所開孔的基面應(yīng)首先用角磨機(jī)打磨平整，然后用硬毛刷粘拭洗滌劑刷除表面油垢污物后用水沖洗，再對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，除去 2－ 3mm 厚表層，用壓縮空氣除去粉塵，或 清水沖洗干凈，待完全干燥后用棉絲粘丙酮擦拭表面即可。 （ 4） 打固定螺栓、鋼板預(yù)貼 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 32 將按要求加工好的鋼板預(yù)貼在被加固洞口周邊已打磨好的被粘混凝土面上，且二者的位置對(duì)齊，然后在混凝土面上標(biāo)清安裝 M8 或 M10 螺栓的位置，則用電錘在其位置鉆出螺栓孔，在鉆孔開始前，應(yīng)首先用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)出被鉆孔位置板、梁內(nèi)是否有鋼筋，如在其鉆孔位置正好能趕上原結(jié)構(gòu)鋼筋，則應(yīng)調(diào)整鉆孔位置。在鋼材上按照螺栓的位置進(jìn)行與混凝土面對(duì)孔，將鋼材上的孔與螺栓對(duì)準(zhǔn)粘貼到位后，立即上緊螺栓，緊固螺栓時(shí)要求順著同一方向逐個(gè)擰緊，使膠從鋼材邊緣擠出，同時(shí)要不斷清理擠出的膠。 粘鋼用膠應(yīng)有產(chǎn)品合格證，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到規(guī)范規(guī)定值。本標(biāo)段雖粘鋼量較小，但φ 850mm 框架圓柱的粘鋼是非常重要的，也是施工的難點(diǎn)，施工過程必須采取下列有效技術(shù)措施： 精確地加工加固鋼材 熟讀工程設(shè)計(jì)圖紙，重點(diǎn)解決提高鋼板加工精度，特別是φ 850mm 的耗能支撐框架柱的粘鋼加固，其鋼板加工的弧