【正文】 末的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)預(yù)測報(bào)告中曾經(jīng)預(yù)言：建筑維修加固行業(yè)將是 21 世紀(jì)最為熱門的行業(yè)之一。 建筑物的加固改造所涉及的結(jié)構(gòu) （ 或構(gòu)件 ） 加固有其自身的特點(diǎn)：首先，相對(duì)于新建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它的自由度要小得多，因?yàn)楝F(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的型式、跨度、高度、結(jié)構(gòu) （ 或構(gòu)件 ） 截面尺寸等因素都在一定程度上限定了設(shè)計(jì)者的思路，設(shè)計(jì)者不得不根據(jù)現(xiàn)場條件來分析，提出合乎于實(shí)際情況的加固方案和技術(shù)措施。例如，天津某廠在唐山地震主震作用下第二層柱子破損嚴(yán)重，加固時(shí)主要針對(duì)該層柱子加固 （ 外包60mm100mm 混凝土 ） ，結(jié)果在其后的寧河 級(jí)地震中該建筑結(jié)構(gòu)全部倒塌 。另外，加固后結(jié)構(gòu)的可靠度和結(jié)構(gòu)的使用期限一般不能套用新建結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)要求，它具有很大的靈活性。該學(xué)科所涉及的內(nèi)容十分廣泛，包含了結(jié)構(gòu)損傷學(xué)、檢測學(xué)、加固理論和加固技術(shù)、設(shè)計(jì)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。 結(jié)構(gòu)加固的傳統(tǒng)方法及特點(diǎn) 目前土建結(jié)構(gòu)常用的幾種傳統(tǒng)加固方法主要是以下幾種： 預(yù)應(yīng)力加固法 預(yù)應(yīng)力加固法，即指在原結(jié)構(gòu)上增加預(yù)應(yīng)力構(gòu)件來承擔(dān)原結(jié)構(gòu)上所受的部分荷載，從而提高原結(jié)構(gòu)的承載能力的方法。 預(yù)應(yīng)力法加固效果好，能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力。但不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)，另外 加固后需要注意預(yù)應(yīng)力鋼筋的防腐問題。 增大截面加固法是最為傳統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)加固方法，具有成熟的設(shè)計(jì)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)；工程成本相對(duì)較低，可用于梁﹑板﹑柱﹑墻和一般構(gòu)造物等多種混凝土結(jié)構(gòu)的加固。 改變受力體系加固法 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 6 改變受力體系加固法，通常包括在梁的中間部位增設(shè)支點(diǎn)（剛性支點(diǎn)或彈性支點(diǎn)），將多跨簡支 梁變?yōu)檫B續(xù)梁等方法。 該法比較簡單，而且效果可靠。由于所增加的支撐構(gòu)件一般需要將荷載傳遞到基礎(chǔ)上，這種方法比較適用于整個(gè)建筑的加固。一般適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎構(gòu)件的加固，是近年來發(fā)展最快的一種加固方法 ?，F(xiàn)場濕作業(yè)量少，加固后 24ｈ即可投入使用，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)自重、外觀尺寸和原有凈空無明顯影響，能顯著提高構(gòu)件的剛度和承載能力，并且價(jià)格低廉；但加固質(zhì)量很大程度上取決于膠粘劑質(zhì)量和施工的水平，特別是粘鋼后一旦發(fā)現(xiàn)空鼓，進(jìn)行補(bǔ)救比較困難。 一般是在要求不顯著增大構(gòu)件截面，同時(shí)又可以大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的情況下采用，特別是 結(jié)構(gòu)柱周圍裹鋼，結(jié)構(gòu)受力比較可靠，同時(shí)現(xiàn)場的工作量也較小，結(jié)構(gòu)截面增加也不大。 結(jié)構(gòu)加固的新方法及發(fā)展 上述常規(guī)方法在工程實(shí)踐中被大量采用，但某些情況下，這些方法自身所存粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 7 在的某些局限性，使得它們不能滿足一些耐久性和美觀方面的需求，或是受到施工條件的制約而無法實(shí)施。它興起于八十年代末到九十年代初的發(fā)達(dá)國家，由于其優(yōu)點(diǎn)多，效果明顯，在日美韓歐洲等國家和地區(qū)得到了大量的推廣，目前在加固修補(bǔ)技術(shù)領(lǐng)域已成為最廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)，并已完全產(chǎn)業(yè)化。其中又以碳纖維材料 CFRP 最具代表性，其性能特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）具有良好的物理力學(xué)性能：其抗拉強(qiáng)度為普通鋼材的 10 倍以 上，彈性模量相當(dāng)于普通鋼材的 ～ 倍；而且纖維片材重量輕，比重僅為鋼材的 1/4；厚度小，一般片材增強(qiáng)層厚度在 ～ 之間，因此基本上不增加結(jié)構(gòu)截面尺寸和自重。 （ 3）使用范圍廣：可用于梁、板、柱及橋梁、隧道、煙囪等多種結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)。 （ 4）具有良好的耐久性和耐腐 蝕、抗磁性等性能特點(diǎn)。 1991 年歐洲首先用CFRP 完成了國際上第一座橋梁加固后，該項(xiàng)技術(shù)便在世界上迅速推廣，特別是在上世紀(jì) 90 年代中期日本阪神大地震后的重建過程中，該項(xiàng)技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。至目前為止，國內(nèi)已有近十個(gè)科研院所、十余所高校對(duì)其技術(shù)性能進(jìn)行研究，取得了大量的科研成果。 可以看出， 我國建筑市場巨大，當(dāng)前土建結(jié)構(gòu)的加固改造是我們面臨的一項(xiàng)意義重大的任務(wù)。如果能夠科學(xué)地分析這種劣化、損傷的規(guī)律和程度，及時(shí)采取有效的處理措施，就可以延緩結(jié)構(gòu)的損傷過程，達(dá)到延長結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。 許多工程技術(shù)人員和研究團(tuán)體已經(jīng)把注意力轉(zhuǎn)向該領(lǐng)域，把結(jié)構(gòu)鑒定與加固技術(shù)放在突出的位置。建筑物鑒定與評(píng)估，包括建筑物的安全性、使用性和耐久性三個(gè)方面，三者密切相關(guān)但也有很大區(qū)別，對(duì)加固處理的影響也很不一樣。 近代建筑業(yè)的發(fā)展大致可以分為三個(gè)時(shí)期，第一個(gè)發(fā)展時(shí)期為大規(guī)模新建時(shí)粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 9 期。第二次世界大戰(zhàn)后，世界各國特別是歐洲面臨著繁重的重建任務(wù)，以滿足人們基本的生產(chǎn)和生活需要，建筑業(yè)迎來了前所未有的大規(guī)模新建時(shí)期，這一時(shí)期建筑的特點(diǎn)是規(guī)模大但標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低。在此期間，一方面為滿足社會(huì)發(fā)展的需求，新的建筑在不斷的建設(shè)，同時(shí)由于人類生產(chǎn)和生活對(duì)建筑要求的提高，過去建造的低標(biāo)準(zhǔn)建筑經(jīng)過數(shù)十年的使用后已不能滿足社會(huì)的需求，需要進(jìn)行維修、加固和現(xiàn)代化改造，從而使建筑業(yè)過渡到新建與維修并重的發(fā)展時(shí)期，這在很大程度上推動(dòng)了對(duì)在用建筑物進(jìn)行正確的鑒定， 有效加固技術(shù)方面的課題研究。 目前，我國建筑業(yè)也開始從第一發(fā)展時(shí)期邁向第二、第三發(fā)展時(shí)期，并且由于我國城鄉(xiāng)建設(shè)用地比較緊張，住房問題相當(dāng)突出，對(duì) 20 世紀(jì) 90 年代以前建造的占地面積大的低層房屋進(jìn)行增層，對(duì)衛(wèi)生設(shè)備不全或合用單元的住宅和生產(chǎn)工藝或使用功能有了變更的廠房進(jìn)行改造、改建，是一個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義的課題。它們或是由于技術(shù)力量的薄弱， 施工水平有待進(jìn)一步提高；或是因?yàn)樵O(shè)計(jì)考慮不周，甚至有錯(cuò)；或是由于管理混亂，錯(cuò)用材料以及地震等自然災(zāi)害所引起。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 10 隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，以及節(jié)能建筑的發(fā)展，將走持續(xù)發(fā)展道路作為21 世紀(jì)人類社會(huì)發(fā)展的主題，已在全世界范圍內(nèi)形成共識(shí)。在用建筑物的維修與改造，盡可能地延長其使用壽命符合持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，因而具有廣闊的前景。西方發(fā)達(dá)國家建筑業(yè)經(jīng)歷的三個(gè)階段：大規(guī)模新建階段，新建與維修改造并重階段，舊建筑改造和維修加固階段，同樣也是我們國家必要經(jīng)歷的三個(gè)階段，對(duì)已有建筑的維修、改造的研究要引起我們的重視。我國已有建筑的加固方法很多，在上部結(jié)構(gòu)中，有加大截面加固法、體外后張預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力體系加固法等；在地基基礎(chǔ)中，有樁托換，地基處理和加大基礎(chǔ)面積加固法等，這些方法在我國已經(jīng)長期 大量使用，取得了很多成熟的經(jīng)驗(yàn)；近年來粘鋼加固法、植筋、碳纖維加固法等一些新技術(shù)，新工藝也越來越廣泛的應(yīng)用到工程加固中。在建筑物的維護(hù)改造與加固方面的規(guī)范與規(guī)程的頒布與實(shí)施，進(jìn)一步說明我們?cè)絹碓街匾曉谟媒ㄖ锏木S護(hù)、改造加固再 利用，同時(shí)也推動(dòng)了我國改造加固業(yè)的研究及發(fā)展，逐漸成為我國建筑業(yè)的重要組成部分。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題 也 已越來越引起人們的關(guān)注。設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)新建項(xiàng)目在鋼筋 防護(hù)方面每節(jié)省 1 美元，則發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時(shí)采取措施多追加 5 美元，混凝土開裂時(shí)多追加維護(hù)費(fèi)用 25 美元，嚴(yán)重破壞時(shí)多追加維護(hù)費(fèi)用 125 美元。除了耐久性外，還有施工質(zhì)量問題，許多新建的建筑工程也存在較嚴(yán)重的工程質(zhì)量問題和質(zhì)量事故，這些建筑的加固在整個(gè)加固工作中，也占有相當(dāng)大的比例。 其中。該方法始于 60年代，優(yōu)點(diǎn)是簡單、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形，施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小。不僅在建筑上使用，而且在公路橋梁也普遍采用。 企業(yè) ISO14001 環(huán)境體系標(biāo)準(zhǔn)文件。 進(jìn)行 JGL YL400*1700 切割時(shí)，每跨梁有足夠的操作空間因此可以全面進(jìn)行金剛石薄壁鉆切割。 適用范圍： 本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于承受靜力作用的一般受彎及 受拉構(gòu)件。 當(dāng)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于 C15 時(shí)，不宜采用本工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固。目前所用的 JGN 建筑結(jié)構(gòu)膠，其各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)可按下 表采用。 加固用鋼板 ， 一般以 3 號(hào)鋼或 16 錳鋼為宜。 工藝流程 （ 1） 粘鋼加固施工應(yīng)按附圖所示工藝流程進(jìn)行。如混凝土表面不是很臟很舊，則可直接對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，去掉 1～ 2mm 厚表層，用壓縮空氣除去粉塵或清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面即可。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 15 對(duì)于齡期在 3 個(gè)月以內(nèi) ， 或濕度較大的混凝土構(gòu)件尚須進(jìn)行人工干燥處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、 砂布或平砂輪打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤。其后，用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。 （ 4）粘貼鋼板前 ， 應(yīng)對(duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行卸荷。頂升噸位以頂面不出現(xiàn)裂縫為準(zhǔn)。注意攪拌時(shí)應(yīng)避免雨水進(jìn)入容器，按同一方向進(jìn)行攪拌，容器內(nèi)不得有油污。如果是立面粘貼，為防止流淌，可加一層脫蠟玻璃絲布。 （ 7）鋼板粘貼好后立即夾緊 ， 或用支撐固定 ， 并適當(dāng)加壓 ， 以使膠液從鋼板邊縫擠出為度。若低于 15℃，應(yīng)采取人工加溫，一般用紅外線燈加熱。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 16 （ 2）對(duì)于重大工程，為真實(shí)檢驗(yàn)其加固效果，尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn)，一般僅作標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn)，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展?jié)M足設(shè)計(jì)作用要求。如鋼板表面積較大， 為利于砂漿粘結(jié)，可粘一層鉛絲網(wǎng)或點(diǎn)粘一層豆石。 配制和使用場所，必須保持通風(fēng)良好。 工作場所應(yīng)配備各種必要的滅火器以備救護(hù)。為了保證結(jié)構(gòu)的正常使用，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。前兩種方法的施工工藝復(fù)雜，工期較長，費(fèi)用較高，加固期間不能正常使用。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。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 17 結(jié)構(gòu)粘鋼加固有什么優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)粘鋼加固方法，與其他的加固方法比較，有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn) 性，主要有： 堅(jiān)固耐用：經(jīng)過多年來的工程實(shí)踐，已經(jīng)證明完全能保證加固工程的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都能滿足設(shè)計(jì)的要求。 簡潔輕巧：與其它加固方法比較，粘鋼加固的施工，干凈利落，比較簡便，現(xiàn)場無濕作業(yè)。 靈活多樣：粘鋼加固法的適應(yīng)性很強(qiáng)，能夠解決生產(chǎn)上和生活上各種有關(guān)問題。還可粘貼型鋼、加固鋼結(jié)構(gòu)及磚砌體結(jié)構(gòu)等。 結(jié)構(gòu)粘鋼加固在什么情況下應(yīng)用 （ 1）鋼筋焊接點(diǎn)斷裂加固 （ 2）施工中漏放鋼筋加固 （ 3）混凝土標(biāo)號(hào)達(dá)不到，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固 （ 4）加層抗震加固 （ 5）陽臺(tái)根部斷裂加固 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 18 （ 6）牛腿接點(diǎn)加固 （ 7）懸掛式吊車梁提高荷載加固 （ 8）樓面荷載集中力加固 （ 9）火災(zāi)后梁柱砼燒壞加固 （ 10）混凝土柱子牛腿斷裂加固 （ 11）橋式 吊車梁加固 （ 12）薄腹梁斷裂加固 （ 13）爆炸沖擊波破壞梁體加固 （ 14）提高樓面荷載加固 （ 15）屋架梁下弦腐蝕嚴(yán)重露筋加固 （ 16）斷梁加固 （ 17）截柱加固 （ 18）減震加固 （ 19）梁柱受化學(xué)腐蝕的粘鋼加固 （ 20）舊房改造綜合加固 （ 21）生命線建筑物抗震加固 （ 22）剪力墻開 以下的圓洞加固，開 1MX2M 以下的門洞加固 （ 23）橋梁斷裂、舊橋維修加固 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 19 （ 24）提高柱子承載力解決柱子軸壓比超標(biāo)加固 技術(shù)實(shí)施說明 定位和測量放線方案 本平測量任務(wù)主要是進(jìn)行開洞和粘鋼位置的確 定，以及植筋和植螺栓的位置確定。 施工測量前期準(zhǔn)備 （ 1） 人員準(zhǔn)備 首先由項(xiàng)目部的技術(shù)總工指派一名技術(shù)人員負(fù)責(zé)本分項(xiàng)工程，然后由項(xiàng)目部技術(shù)組對(duì)分項(xiàng)工程技術(shù)人員進(jìn)行交底，本分項(xiàng)工程的技術(shù)員要充分了解施工圖紙，然后對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底。 （ 2） 測量儀器 為滿足施工精度及進(jìn)度要求，配備以下測量器具，見 下 表。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 20 （ 3） 圖紙校核 施工圖紙與現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)場實(shí)際不符合的情況，作好記錄及時(shí)與甲方、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位進(jìn)行溝通，以便確定新的方案確保總工期的順利完成。 測量放線人員在工作中應(yīng)遵守施工測量放線工作基本準(zhǔn) 則和驗(yàn)線基本準(zhǔn)則。 測量放線工作中應(yīng)認(rèn)真做好計(jì)算、記錄工作，并將計(jì)算、記錄資料及時(shí)歸檔保存。 結(jié)構(gòu)開洞與粘鋼加固工程施工 工作原理 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。 建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板 （ 型鋼 ） 與混凝土緊密粘結(jié)，將加固件與 被加固體結(jié)合為一體。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 21 適用范圍 本加固方法適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件及剪力墻的開洞加固，環(huán)境溫度不大于 60℃，相對(duì)濕度不大于 70%，及無化學(xué)腐蝕的使用條件，否則應(yīng)采取有效防護(hù)措施。 加固用鋼板一般為 A3 鋼或 16 錳鋼，粘鋼工程鋼板厚度為 10mm 和 14mm，鋼板、連接螺栓及焊接的強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，按現(xiàn)行國標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GBJ17－88） 。 施工工序 本技術(shù) 粘鋼項(xiàng)目可分為：①耗能支撐框架柱粘鋼；②梁、板開洞粘鋼。 粘鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù) 22 施工技術(shù)要點(diǎn) （ 1） 鋼板表面處理 鋼板粘接面，須進(jìn)行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，在打磨時(shí)打磨片要平行于打磨面，直至出現(xiàn)金屬光澤。做好標(biāo)識(shí)集中堆放在需粘貼鋼板位置的下方。然后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。 （ 3） 現(xiàn)場配膠 粘結(jié)劑作為建筑結(jié)構(gòu)膠組份，使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場質(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，注意攪拌時(shí)應(yīng)避免雨水進(jìn)入容器，按同