结构柱外包型钢加固技术是一种有效的结构加固方法，以下是详细内容：
一、技术原理
- 该技术是在混凝土结构柱的表面外包型钢，使型钢与原柱混凝土共同工作，利用型钢的高强度来提高柱的承载能力、刚度和稳定性。型钢和原柱之间通过粘结剂（湿式外包）或焊接、螺栓连接（干式外包）等方式紧密结合，从而有效分担柱所承受的轴向力、弯矩和剪力。
二、适用范围
- 承载能力不足的柱：当柱的设计荷载增加，如建筑物功能改变、加层改造等情况导致柱的轴向压力、弯矩承载能力不够时，外包型钢加固可以快速有效地提高柱的承载能力。
- 抗震加固：在地震区，对结构柱进行外包型钢加固能够增强柱的延性和抗剪能力，提高建筑物的抗震性能，减少地震灾害对建筑物的损坏。
- 受损柱加固：对于因火灾、腐蚀、局部损伤等原因导致柱的强度降低或出现裂缝等损伤情况，外包型钢可以对柱进行修复和补强。
三、施工步骤
1. 施工准备
- 材料准备：
- 型钢：根据设计要求选择合适的型钢，如角钢、槽钢等。型钢的材质应符合国家相关标准，强度和韧性要满足加固要求。对于柱加固，角钢边长一般不小于75mm，厚度不小于5mm。
- 缀板（用于连接型钢）：通常采用钢板制作，厚度一般不小于4mm，宽度和长度根据设计要求确定。缀板间距根据柱的高度和受力情况合理安排，一般不宜大于500mm。
- 粘结剂（湿式外包钢用）：若采用湿式外包钢，要选择性能优良的粘结剂，如环氧树脂粘结剂。粘结剂应具有高粘结强度、良好的耐水性和耐久性等特点。
- 焊接材料（干式外包钢用）：对于干式外包钢，需要准备与型钢材质相匹配的焊条，保证焊接质量。
- 工具准备：准备好电焊机、切割机、电钻、角磨机等工具。电焊机用于焊接作业，切割机用于型钢的切割，电钻用于钻孔，角磨机用于型钢表面和柱表面的打磨。
2. 柱表面处理
- 清理杂质：对结构柱表面进行全面清理，去除油污、浮浆、疏松层以及灰尘等杂质。可以使用钢丝刷、砂纸或高压水枪等工具进行清理。
- 表面打磨：用角磨机将柱表面打磨粗糙，以增加粘结剂与混凝土的粘结力（湿式外包钢）或为焊接提供良好的表面条件（干式外包钢）。打磨后的柱表面应露出坚实的混凝土骨料，且平整度应符合要求。
- 修复缺陷：对柱表面的裂缝、孔洞等缺陷进行处理。对于较小的裂缝可以采用灌浆的方法进行修补，对于较大的孔洞则需要用高强度的水泥砂浆或细石混凝土进行填充并捣实。
3. 型钢加工与安装
- 干式外包钢：
- 型钢切割与钻孔：根据柱的尺寸和设计要求，将型钢（如角钢）切割成合适的长度。在型钢上按照缀板的位置和连接要求进行钻孔，钻孔位置要准确，孔径要符合设计和施工规范要求。
- 型钢安装定位：将切割和钻孔后的型钢放置在柱的四角，使型钢与柱表面紧密贴合。安装过程中要使用水平仪和铅垂线等工具检查型钢的垂直度和水平度，确保安装位置准确无误。
- 焊接固定：采用焊接方式将型钢连接固定。焊接时要保证焊缝质量，焊缝的高度、长度等参数应符合设计和规范要求。对于不同型钢之间的连接（如角钢与缀板之间的连接），以及型钢与柱上预埋件（如果有）的连接，都要确保焊接牢固。焊接过程中要注意防止变形，可采用对称焊接等方法。
- 湿式外包钢：
- 型钢切割与钻孔：同干式外包钢的加工要求，切割和钻孔要准确。
- 涂胶：在混凝土柱表面和型钢内表面均匀涂抹粘结剂，粘结剂的厚度要符合设计要求。涂抹过程中要避免出现气泡和漏涂现象，可以使用专用的工具进行涂抹，确保粘结剂分布均匀。
- 粘贴与固定：将型钢粘贴在混凝土柱上，使用夹具或临时支撑固定型钢位置，确保在粘结剂固化过程中型钢与柱的相对位置不变。固化时间根据粘结剂的性能确定，一般需要在一定的温度和湿度条件下进行养护，避免阳光直射和雨水冲刷。
4. 缀板安装
- 尺寸确定与切割：根据设计要求确定缀板的尺寸，使用切割机将钢板切割成合适的缀板。缀板的间距也应符合设计规定，一般在一定的柱高范围内均匀分布，以保证型钢构架的稳定性。
- 连接方式：
- 干式外包钢：通过焊接将缀板与型钢连接，形成整体的外包钢骨架。焊接时要注意控制焊接变形，确保缀板与型钢的垂直度和平面度。
- 湿式外包钢：在型钢和缀板安装完成后，还需要在缀板与混凝土柱的接触部位填充粘结剂，增强连接的整体性。
5. 质量检验
- 外观检查：检查型钢和缀板的安装位置是否正确，焊缝外观是否符合要求（如焊缝是否饱满、有无裂纹等），粘结剂涂抹是否均匀，有无漏涂或流淌现象。
- 粘结强度检测（湿式外包钢）：采用拉拔试验等方法检测粘结剂的粘结强度，确保型钢与混凝土柱之间的粘结力满足设计要求。
- 尺寸和间距检查：检查型钢和缀板的尺寸是否符合设计要求，缀板的间距是否准确。同时，检查外包钢加固后的柱截面尺寸是否满足设计的空间要求。
四、技术优势
- 显著提高承载能力：能有效提高柱的轴向承载能力、抗弯能力和抗剪能力，满足结构加固后的荷载要求。
- 施工相对简便：相比于其他一些加固方法，如增大截面加固法，外包型钢加固施工过程中湿作业较少，对现场施工条件要求相对较低，施工速度较快。
- 对空间影响小：在不显著增加柱截面尺寸的情况下，提高柱的性能，对于空间有限的建筑结构加固较为有利。
五、注意事项
- 施工质量控制：严格按照设计要求和施工规范进行施工，特别是型钢的加工与安装、焊接质量（干式外包钢）和粘结剂的使用（湿式外包钢）等环节，确保加固质量。
- 结构整体协同工作：在加固设计和施工过程中，要考虑外包型钢与原结构柱以及建筑物其他结构部分的协同工作，避免因加固导致局部应力集中或破坏结构的整体性能。