外包钢加固技术在惠东县稔山镇办公楼加固工程中的应用分析

【摘要】：湿法外包钢加固技术是现有房屋建筑加固的一种主要手段，在实际加固工程中得到广泛应用。结合惠州市某既有建筑加固改造工程，对湿法外包钢加固的计算流程和注意事项进行了阐述，提供了一些经验和心得，对工程设计人员的加固实践设计有一定的指导意义

[Abstract] Wet encased steel strengthening technology is a major means of strengthening existing housing construction, and has been widely used in the engineering actual reinforcement. Combined with an existing building reinforcement engineering in Huizhou city, the wet encased steel strengthening calculation process and matters needing attention are elaborated, and provides some experience and methods for engineering designers on reinforcement design

[关键词] 湿法外包钢加固 结构胶 灌浆

[Keywords]wet encased steel strengthening technology; structural glue; grouting

中图分类号：TU753.8文献标识码：A文章编号：

1．前言

由于城市建筑空间的日益紧张，考虑到环保，节能的要求，对既有建筑的加固补强研究已经引起了我国土木工程界的广泛重视。原苏联在工程加固方面起步较早，对工业厂房加固设计构造积累了较为丰富的经验，并出版了专门的结构加固构造图集；英国，原联邦德国在混凝土结构缺陷修补，防水与防腐处理方面也积累了一定的经验。我国截至目前继续已经颁布了《混凝土结构加固技术规范》，《建筑抗震加固技术规范》，《混凝土结构加固设计规范》等行业指导规范和《砖混结构加固与修复》图集。

外包钢加固法是混凝土加固技术中的一种，适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承载力的混凝土构件的加固，由于具有施工周期短，对生产生活影响小，设计简单的特点，在实际加固工程中得到广泛应用，具体可以细分为干式和湿式两类，其中又以湿法加固应用较多,一般用于加固钢筋混凝土梁，柱，桁架，腹杆等构件。

2．湿法外包钢技术原理和注意事项

2.1 湿法外包钢加固技术原理

结构湿法外包钢加固是建筑工程加固技术的一类，也即以乳胶水泥粘结或者以改性环氧树脂化学灌浆作为粘结剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面，能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。

2.2湿法外包钢加固主要适用条件

一般湿法外包钢技术可以用于轴心受压构件正截面加固，偏心受压构件正截面加固，受弯构件正截面加固以及受弯构件斜截面加固计算，主要适用于需大幅度提高截面承载力和抗震能力的混凝土梁、柱的加固。

2.3湿法外包钢加固的注意事项 湿法外包钢加固过程应注意如下事项：外包钢灌缝胶缝厚度的控制，宜在3~5mm；对于表面，包括混凝土表面和型钢表面，应涂抹高强度等级水泥砂浆防护层；型钢应优先考虑角钢，具体规则依据计算而定；作为缀板的扁钢和角钢焊接要求应严格遵循焊接规范要求；外包钢连接和锚固应可靠，简单；同时对于采用化学灌浆的外包型钢表面温度应该控制在小于60度，对于具有腐蚀性介质的环境应该对型钢构件采用相关防护措施。

3．某既有加固项目应用分析

3.1 项目概况

本项目为惠东县稔山镇办公楼惠州市某办公大楼，结构为六层框架结构，办公楼部分框架柱出现钢筋锈蚀影响正常使用，根据甲方要求，需要把原结构中受损柱进行受力分析加固补强计算。

3.2 具体计算分析

考虑到具体结构地处沿海旁，海水咸份对周围环境产生影响，重新设定环境类别为二类，因此考虑外包粘钢加固。

根据对既有建筑的鉴定报告提供的数据，利用电算分析工具进行模型分析，对照原设计图纸配筋，找出强度承载力不满足要求的构件，进行外包粘钢加固

具体柱构件加固结构设计施工，平面图及柱图如下图示：

计算依据：

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006、

《建筑物结构安全性检测鉴定报告》，报告编号：D2008JD0458；

《钻芯法检测混凝土强度检测报告》，报告编号：F2008（02）0188

二、已知参数：-

1、轴心受压构件（矩形）正截面加固计算公式：

N≤0.9φ(fc0Ac0+ f'y0 A's0-+αa f'a A'a)

2、根据有关规范及依据可知：

根据鉴定报告，取一边柱代表计算，bXh=400X500,加固后BXH=500X600，L0/b=3600/500=7.2,按插入法φ=0.98，

计算过程，按《砼规范》，

Nmax=0.9φ(fcAc+ fy As)=3969K N

按《砼结构加固设计规范》

N≤0.9φ(fc0Ac0+ f'y0 A's0+αa f'a A'a)

A'a≥【N/（0.9φ）－fc0Ac0－ f'y0 A's0】/αa f'a=1.72cm2

实取4 L 80×5等边角钢，Aa=4*7.912=31.65cm2

4L80X5等边角钢满足。

1）第一层估算柱力为1500KN，（依报告）

按四级抗震等，轴压比=N/ fcAc

加固后每边加大100 mm，砼强度C20，

加大截面后轴压比=N/ fcA'c=0.52,符合规范要求。

2）第二层估算柱力为1200KN，（依报告）

按四级抗震等，轴压比=N/ fcAc

加固后每边加大100 mm，砼强度C20，

加大截面后轴压比=N/ fcA'c=0.42,符合规范要求。

3.3 注意事项：

1）对粘合面进行打磨时，必须漏出混凝土新面并保证表面平整，四周磨出小圆角，用钢丝刷刷毛，并用压缩空气吹净。

2）钢板粘结面必须进行除锈和粗糙处理，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路和钢板受力方向垂直。

3）用丙酮或酒精清洗混凝土，钢板表面，要求混凝土，钢板表面无灰尘，无油污

4）将清洗后的钢板套入锚固螺栓，利用螺栓块调节钢板和混凝土之间的空隙，根据混凝土表面的平整情况，空隙厚度一般控制在2~3mm

5）将配置好的液态结构胶装入灌浆罐中，启动空压机和灌浆装置向钢板和混凝土表面之间的空腔内灌浆，灌胶压力为0.2mpa，压力应从低逐渐升高，达到0.2mpa时应保持稳定

6）混凝土表面应用角磨机打磨处理，清除表面松散物和油污，直至完全露出新面，钢板粘结面必须进行除锈和粗糙处理，直至完全出现金属光泽，并要求粗糙度越大越好，打磨纹路和钢板受力方向垂直。加固施工必须要有加固施工资质的单位

4．总结

外包粘钢加固技术从理论和工程实践上已经得到了比较完善的研究，但进行的具体的加固补强处理时必须要对既有建筑的材料进行鉴定，依据现有相关规范和电算结果对比原图纸找出有待补强构件，施工操作必须严格遵循施工顺序，严格依据施工图纸施工，加固完成后必须做好相关检验。本工程交付使用后证明加固效果良好，业主评价较高，满足了设计之前的各种要求，取得了较好的社会效益和经济效益，是一个成功的外包粘钢加固设计项目。

参考文献

【1】《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006

【2】《外包钢加固钢筋混凝土构件的计算及有限元分析》

【3】《混凝土结构加固设计规范算例》 中国建筑工业出版社

[作者简介]刘竟雄(1964~)，男，广东兴宁人，国家注册监理工程师，从事建筑工程技术管理