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摘要： 粘钢加固亦称粘贴钢板加固，是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，使钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。本文介绍了框架梁柱交接处梁顶粘钢节点的做法，并从施工：操作和对原结构保护方面与现有图集做法进行了比较分析。
关键词：结构加固；粘钢法；节点设计
Abstract：Bonded steel reinforcement, also known as Bonded Steel is a steel plate using high-performance epoxy adhesive bonding to the surface of the concrete structures, steel and concrete to form a unified whole, good tensile strength steel plate to achieve enhanced component carryingthe purpose of capacity and stiffness. This article describes the practice of the steel beam top sticky node of the frame beam junction, and from the construction: operating and a comparative analysis of the original structure to protect the existing Atlas practice.
Key words: structural reinforcement; Sticking Steel; node design
中图分类号：TU7文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
可以预见21世纪，建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段结构工程的任务不仅要做好建筑物前期的设计工作，还要能科学地评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全使用，结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱。因此，结构的加固将成为一项重要的工作。钢筋混凝土构件区段承载力不足时(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)可采用表面粘贴钢板法加固，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。目前我们按现行的规范 、图集操作有许多节点做法施工起来很有难度，再加上工人们的操作水平有限，很难达到规范、图集的要求。不少施工人员在实际操作中研究出了有效的替代方法，并得到设计部门及参建各方的一致认可下进行了施工 。
l 现有参考图集中框架支座节点做法的优缺点
梁柱交接处的梁顶粘钢做法经常参照的图集是国家建筑标准设计图集06SG 31l一1。
图集06SG 311-1-5-20-24中节点设计简洁明了，节省材料，容易被施工人员理解，见图1。但在实际工程操作中给施工人员带来很大的施工难度且容易对原有柱子造成二次破坏。理由如下：
(1)穿柱高强螺栓钻孔施工时，首先水平孔距梁面的距离太小几乎不能保证钻孔机械在柱上打孔的操作空间，其次柱子在节点处钢筋都比较密集，孔洞对穿不容易一次性成型，如果换孔，这样的贯穿孔洞太多对柱子伤害较大。
(2)连接短角钢与钢板剖口平焊施工时，如果是先把角钢与钢板焊上再粘于梁上，螺栓孔对位不容易控制。反过来如果是先安装连接角钢再粘贴钢板，角钢与钢板焊接过程中容易对结构胶产生破坏，结构胶一旦被破坏加固性能就会大大受到影响。而且粘钢加固中的钢板一般都比较薄，在焊接过程中容易变形。
2 对新的节点做法进行分析比较
结合多年来加固施工人员的实践经验，对梁柱交接处梁顶粘钢加固方法做改进设计，见图2。
2．1 新的节点做法的施工流程
图2中梁面粘钢加固施工顺序大致为：锚筋植入柱内→锚筋与垫板焊接→钢板粘于梁上→垫板与钢板粘贴牢固。
2．2 粘钢加固的注意事项
粘钢加固必须由专业施工队伍施工，其施工必须严格按工艺流程进行。在满足上述工艺的同时，尚应控制粘贴钢板的时间间隔，保证粘钢的固化养护。要使粘钢加固成功，特别要保证加固施工的质量，除遵循一般施工原则外，结合具体工程特点，施工中还应注意以下几点：
(1)胶结剂本身质量是粘钢加固成功与否的关键，因此必须严格控制胶结剂质量，胶结剂必须是高强度，耐久性好，具有一定弹性的，其强度必须要大于相应所加固构件强度。为确保胶结剂质量，一般采用国家指定名牌厂家产品，并由专人见证抽样送检合格后方可施工。
(2)为保证粘贴钢板牢固有效，须控制钢板宽度和厚度，框架主梁某些部位所需补强的钢板截面面积较大，须采用两层或多层粘贴(即钢板上贴钢板)。
(3)胶贴剂粘贴时用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1～3 mm，中间厚边缘薄为宜，粘好钢板后，必须严格保证无空鼓，否则应剥下钢板，补胶、重新粘贴。
(4)考虑振动作用在锚固区增设膨胀螺栓附加锚固措施(也可采用定型化学锚栓)，粘钢补强加固后粘钢外表须采用5 mm水泥砂浆抹面作为钢板的密封防水防腐处理措施，其厚度对于梁不应小于20 mm。
2．3 新的节点做法的设计计算
图2中垫板起到锚筋和钢板连接的过渡作用，垫板跟钢板之间主要靠结构胶连接固定，同时还有锚栓锚固。垫板厚度不少于6 mm(保证焊接件最小厚度)，垫板与锚筋之间的焊接，要采用多次分阶段满焊，目的是为了降低垫板焊接过程中的温度，避免钢垫板因温度过高而变形，影响胶粘的平整度。焊缝长度Ll由计算确定，垫板长度L2至少比焊缝长度多50 mm，锚筋在柱子内必须满足最小锚同长度，一般为22 d。最后在钢板上打入锚栓(dl0～12，最好是梅花形布置)。粘钢中的钢板厚度由设计计算确定。
2．3．1 理论计算方面(等强连接)
锚筋在柱内的锚固深度hef与拉力nuc之间的关系为：
其中为混凝土立方体抗压强度；
(2)锚筋截面积之和=钢板截面积；
(3)锚筋与垫板的焊接强度=锚筋的抗拉及抗弯强度；
(4)垫板与钢板的结构胶粘结强度不小于钢板强度。
2．3．2 施工操作方面
(1)锚筋斜向植入柱内既保证了钻孔机械在柱上打孔的操作空间，且容易一次性成孔，又解决了钢筋的锚固长度问题
(2)垫板与锚筋之间的焊接，避免了钢筋与钢板间直接连接，减少了钢板与混凝土梁之间焊接温度高产生结构胶的破坏。
(3)此节点做法精密度低，工人容易操作，尺寸容易控制。
當然此节点做法也有不足之处，加了垫板之后使得梁的端头较厚，施工不当就会超过楼面高度，所以要求操作人员在施工中一定要控制好混凝土梁表面保护层的凿除深度，确保加固后楼面平整。如难免有少量超出结构层标高，在后期做楼面找平及装修时尽量将此缺陷弥补完整。
3 结 语
在许多加固工程中实践了本文的节点做法，经过几年的跟踪观察均没有出现质量问题，满足预期设计要求。此方法还可推广于梁增大截面法及梁粘型钢法结构加固中。此方法虽然只是改变了一个节点做法，但对工程施工中方便、快捷、结构安全方面都起到了很大的作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：结构加固；粘钢法；节点设计
Abstract：Bonded steel reinforcement, also known as Bonded Steel is a steel plate using high-performance epoxy adhesive bonding to the surface of the concrete structures, steel and concrete to form a unified whole, good tensile strength steel plate to achieve enhanced component carryingthe purpose of capacity and stiffness. This article describes the practice of the steel beam top sticky node of the frame beam junction, and from the construction: operating and a comparative analysis of the original structure to protect the existing Atlas practice.
Key words: structural reinforcement; Sticking Steel; node design
中图分类号：TU7文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
可以预见21世纪，建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段结构工程的任务不仅要做好建筑物前期的设计工作，还要能科学地评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全使用，结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱。因此，结构的加固将成为一项重要的工作。钢筋混凝土构件区段承载力不足时(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)可采用表面粘贴钢板法加固，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。目前我们按现行的规范 、图集操作有许多节点做法施工起来很有难度，再加上工人们的操作水平有限，很难达到规范、图集的要求。不少施工人员在实际操作中研究出了有效的替代方法，并得到设计部门及参建各方的一致认可下进行了施工 。
l 现有参考图集中框架支座节点做法的优缺点
梁柱交接处的梁顶粘钢做法经常参照的图集是国家建筑标准设计图集06SG 31l一1。
图集06SG 311-1-5-20-24中节点设计简洁明了，节省材料，容易被施工人员理解，见图1。但在实际工程操作中给施工人员带来很大的施工难度且容易对原有柱子造成二次破坏。理由如下：
(1)穿柱高强螺栓钻孔施工时，首先水平孔距梁面的距离太小几乎不能保证钻孔机械在柱上打孔的操作空间，其次柱子在节点处钢筋都比较密集，孔洞对穿不容易一次性成型，如果换孔，这样的贯穿孔洞太多对柱子伤害较大。
(2)连接短角钢与钢板剖口平焊施工时，如果是先把角钢与钢板焊上再粘于梁上，螺栓孔对位不容易控制。反过来如果是先安装连接角钢再粘贴钢板，角钢与钢板焊接过程中容易对结构胶产生破坏，结构胶一旦被破坏加固性能就会大大受到影响。而且粘钢加固中的钢板一般都比较薄，在焊接过程中容易变形。
2 对新的节点做法进行分析比较
结合多年来加固施工人员的实践经验，对梁柱交接处梁顶粘钢加固方法做改进设计，见图2。
2．1 新的节点做法的施工流程
图2中梁面粘钢加固施工顺序大致为：锚筋植入柱内→锚筋与垫板焊接→钢板粘于梁上→垫板与钢板粘贴牢固。
2．2 粘钢加固的注意事项
粘钢加固必须由专业施工队伍施工，其施工必须严格按工艺流程进行。在满足上述工艺的同时，尚应控制粘贴钢板的时间间隔，保证粘钢的固化养护。要使粘钢加固成功，特别要保证加固施工的质量，除遵循一般施工原则外，结合具体工程特点，施工中还应注意以下几点：
(1)胶结剂本身质量是粘钢加固成功与否的关键，因此必须严格控制胶结剂质量，胶结剂必须是高强度，耐久性好，具有一定弹性的，其强度必须要大于相应所加固构件强度。为确保胶结剂质量，一般采用国家指定名牌厂家产品，并由专人见证抽样送检合格后方可施工。
(2)为保证粘贴钢板牢固有效，须控制钢板宽度和厚度，框架主梁某些部位所需补强的钢板截面面积较大，须采用两层或多层粘贴(即钢板上贴钢板)。
(3)胶贴剂粘贴时用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1～3 mm，中间厚边缘薄为宜，粘好钢板后，必须严格保证无空鼓，否则应剥下钢板，补胶、重新粘贴。
(4)考虑振动作用在锚固区增设膨胀螺栓附加锚固措施(也可采用定型化学锚栓)，粘钢补强加固后粘钢外表须采用5 mm水泥砂浆抹面作为钢板的密封防水防腐处理措施，其厚度对于梁不应小于20 mm。
2．3 新的节点做法的设计计算
图2中垫板起到锚筋和钢板连接的过渡作用，垫板跟钢板之间主要靠结构胶连接固定，同时还有锚栓锚固。垫板厚度不少于6 mm(保证焊接件最小厚度)，垫板与锚筋之间的焊接，要采用多次分阶段满焊，目的是为了降低垫板焊接过程中的温度，避免钢垫板因温度过高而变形，影响胶粘的平整度。焊缝长度Ll由计算确定，垫板长度L2至少比焊缝长度多50 mm，锚筋在柱子内必须满足最小锚同长度，一般为22 d。最后在钢板上打入锚栓(dl0～12，最好是梅花形布置)。粘钢中的钢板厚度由设计计算确定。
2．3．1 理论计算方面(等强连接)
锚筋在柱内的锚固深度hef与拉力nuc之间的关系为：
其中为混凝土立方体抗压强度；
(2)锚筋截面积之和=钢板截面积；
(3)锚筋与垫板的焊接强度=锚筋的抗拉及抗弯强度；
(4)垫板与钢板的结构胶粘结强度不小于钢板强度。
2．3．2 施工操作方面
(1)锚筋斜向植入柱内既保证了钻孔机械在柱上打孔的操作空间，且容易一次性成孔，又解决了钢筋的锚固长度问题
(2)垫板与锚筋之间的焊接，避免了钢筋与钢板间直接连接，减少了钢板与混凝土梁之间焊接温度高产生结构胶的破坏。
(3)此节点做法精密度低，工人容易操作，尺寸容易控制。
當然此节点做法也有不足之处，加了垫板之后使得梁的端头较厚，施工不当就会超过楼面高度，所以要求操作人员在施工中一定要控制好混凝土梁表面保护层的凿除深度，确保加固后楼面平整。如难免有少量超出结构层标高，在后期做楼面找平及装修时尽量将此缺陷弥补完整。
3 结 语
在许多加固工程中实践了本文的节点做法，经过几年的跟踪观察均没有出现质量问题，满足预期设计要求。此方法还可推广于梁增大截面法及梁粘型钢法结构加固中。此方法虽然只是改变了一个节点做法，但对工程施工中方便、快捷、结构安全方面都起到了很大的作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。