外粘型钢加固是一种常用的建筑结构加固方法,以下是关于其施工设计的相关内容:
1. 设计要点:
- 材料选择:
- 型钢:一般选用角钢、槽钢等型钢,材质的强度应符合设计要求,常用的有 Q235、Q345 等钢材。型钢的尺寸根据加固构件的受力情况、尺寸等因素确定,例如加固柱时,角钢不应小于 L75×5(边长 75mm、厚度 5mm);加固梁时,需根据梁的跨度、荷载等确定合适的型钢规格。
- 胶粘剂:应采用高性能的结构胶粘剂,如改性环氧树脂胶粘剂,具有良好的粘结强度、耐久性、耐老化等性能,且符合相关标准。胶粘剂的强度应能保证型钢与混凝土构件之间的有效粘结。
- 加固范围:确定需要加固的构件部位和范围,根据构件的受力情况进行分析计算,例如梁的跨中、支座等部位可能是受力较大需要加固的区域;对于柱,可能是底部、中部等应力集中的部位。
- 构造要求:
- 加固柱时,角钢下端应锚固于基础中,中间应穿过各层楼板,上端应伸至加固层的上一层楼板或屋面板底。
- 对于梁的加固,根据加固部位,可在梁底面的两隅粘贴角钢,或在梁顶面粘贴角钢或钢板,并设置箍板。当有楼板时,U 形箍板或其附加的螺杆应穿过楼板,与另加的条形钢板焊接,或嵌入楼板后予以胶锚。
- 外包型钢的缀板或箍板应按照设计要求的间距进行设置,一般间距不应大于 20r(r 为单根角钢截面的最小回转半径),且不应大于 500mm,在节点区其间距应适当加密。
- 承载力计算:根据《混凝土结构加固设计规范》等相关标准进行计算,考虑原构件的承载力、新增型钢的强度利用系数等因素。在计算时,要准确分析加固后构件的受力状态,确保加固后的构件能够满足设计要求的承载力和变形要求。
2. 施工流程:
- 混凝土表面处理:
- 首先对混凝土构件表面进行清理,去除油污、浮浆、疏松层等杂质,可使用硬毛刷沾高效洗涤剂清洗,再用清水冲洗干净。
- 对构件表面的裂缝进行处理,对于一般裂缝可采用表面填充密封、压力注浆等方法;对于顺筋裂缝(钢筋锈胀裂缝),需先将钢筋保护层混凝土凿除,露出钢筋和混凝土坚硬面,去除钢筋锈蚀层,然后进行修补。
- 对混凝土表面进行打磨,去除表层 1 - 2mm,露出粗骨料,使表面平整,打磨纹路应与受力方向垂直,最后用丙酮擦拭干净。
- 型钢加工与安装:
- 根据设计要求对型钢进行下料、成型、钻孔等加工,钻孔位置应与混凝土构件上的预留孔位或后钻孔位相匹配。
- 将加工好的型钢贴合在混凝土构件表面的预定位置,用卡具或临时支撑固定,确保型钢与混凝土表面之间有一定的间隙,以便后续注胶。
- 焊接缀板或箍板:将缀板或箍板按照设计要求焊接在型钢上,焊接时要保证焊接质量,避免出现漏焊、夹渣、气孔等缺陷。焊接顺序应合理,避免因焊接应力过大导致型钢或混凝土构件变形。
- 封闭处理:用结构胶或结构胶泥将型钢和缀板、箍板周围封闭,形成密闭的空腔,同时检查封闭效果,可进行通气试验。
- 灌胶:在型钢边缘处安装灌浆嘴,配制灌注胶,将灌注胶由灌浆嘴注入型钢与混凝土构件的间隙中,灌注时应从底部或端部开始,由下至上、由一端向另一端依次进行,直至灌满为止。灌注过程中要注意观察胶液的流动情况,避免出现空鼓、气泡等缺陷。
- 表面防护处理:在胶粘剂固化后,对型钢表面进行防护处理,可涂刷防锈、防腐蚀剂,或抹水泥砂浆作防护层,防护层的厚度应符合设计要求。
3. 质量检验:
- 施工过程中检验:在施工过程中,要对每个环节进行质量检验,如混凝土表面处理的平整度、裂缝处理的效果、型钢的安装位置和垂直度、焊接质量、注胶的饱满度等。发现问题及时整改,确保施工质量。
- 完工后检验:加固工程完工后,应进行全面的质量检验,包括型钢与混凝土之间的粘结强度、加固构件的承载力、变形等。可采用现场拉拔试验、超声波检测等方法进行检验,检验结果应符合设计要求和相关标准。