摘要：根據工程實際使用條件和經濟效益，介紹了鋼筋混凝土樓面梁的結構加固設計及施工技術，取得較好的效果。
　　關鍵詞：混凝土結構；加固設計；粘鋼法；
　　一、工程概況
　　杭州市某綜合性商務樓，2008年竣工并投入使用。2009年三層平面部分辦公區域因改變使用功能，改建為文件檔案室，樓面使用荷載由3.0kN/m2增加至12.0kN/m2，對原有鋼筋混凝土現澆樓面梁板結構驗算后得知該區域樓面梁抗彎承載力均不滿足要求，需進行加固。梁板需加固區域的結構平面布置詳見圖1。
　　 圖1加固前梁板結構平面圖
　　二、甲方對加固方案要求
　　在加固設計前，甲方提出如下要求：1)在確保安全前提下，經濟環保；2)加固不影響本區域的正常使用，不改變原有樓面標高及做法，不影響原有外型和凈空高度；3)加固施工只能在非工作時間進行，在保證施工質量前提下盡可能在周末假期完成。
　　三、常用加固方法
　　常用的加固方法有加大截面法、粘鋼法、復合纖維材料加固法、增設支點法等。每種方法都有其適用范圍及特定的施工工藝，也有其局限性。
　　加大截面法，是采用同種材料來增加原構件截面面積，以達到提高截面承載力和截面剛度的目的。加大截面法是一種傳統的加固法，其優點是有著長期的使用經驗，施工簡單，適應力強；缺點是濕作業，工作量大，施工工期長，易形成胖梁胖柱，影響結構外觀及房屋凈空；適用于梁板柱墻等構件及一般構筑物的加固。
　　增設支點法是用增設支承點支承點來減小結構計算跨度，達到減小結構內力及相應提高結構承載力的加固方法；具有受力明確簡單，簡便可靠，易拆卸、復原等優點；其缺點是顯著影響使用空間；適用于對使用空間和外觀效果要求不高的梁、板、桁架等水平結構構件的加固，特別是危險性工程的臨時支頂加固。
　　粘鋼法是以薄鋼板用結構膠粘貼于構件主要受力面，以提高截面受彎及受拉承載力的加固方法。粘鋼法的優點是施工工藝簡單，工期短，無濕作業，對生產和生活影響小，且不改變構件外型和使用空間；缺點是有機膠的長期持荷強度較低及耐老化性能較差，不耐火，環境溫度濕度要求較嚴；適用于因配筋量不足的簡支梁板及無障礙的連續梁板的加固。
　　復合纖維材料加固法，是以碳纖維復合材料，用結構膠粘貼于構件主要受拉部位，以提高截面受彎、受剪及混凝土抗壓強度的加固方法。其優點是輕質高強、施工簡便、可曲面或轉折粘貼；缺點是有機膠的長期持荷強度較低及耐老化性能較差，不耐火，不能焊接，環境溫度濕度控制較嚴；適用于因配筋量不足的受彎、受拉構件的加固。
　　四、加固方案選擇
　　原有鋼筋混凝土現澆樓面梁的結構驗算結果表明：本區域的現澆樓板鋼筋配置裕量較大，跨中及支座的實配鋼筋滿足使用功能改變后持荷承載力及變形要求，故不需要對樓板進行加固；而現澆樓面梁因使用功能改變后荷載增加較大，其原有跨中鋼筋的配置不能滿足抗彎承載力及變形要求，需進行結構加固。經結構加固計算及技術經濟比較，并結合甲方要求，選擇采用梁底粘貼鋼板法對本區域樓面梁進行加固。
　　粘鋼加固梁方案;根據加固計算得出的梁底粘貼鋼板厚度及表1所示的鋼板厚度與梁基材混凝土強度的最佳適配關系，選用5mm厚Q235鋼板作為梁底粘貼鋼板；粘貼鋼板結構膠選用國產A級粘鋼膠，質量可靠，性能指標符合表2規定。加固具體做法為：沿梁底全長粘貼5mm厚鋼板，并在鋼板的端部（包括截斷處）及集中荷載作用點的兩側，設置4道4mm厚U形箍加強外貼鋼板徑向約束能力。樓面梁加固詳圖如圖2。
　　表1粘鋼加固鋼板厚度與基材強度的適配關系
　　混凝土強度等級 <C20 C20~C35 >C35
　　鋼板厚度（mm） 2~3 3~4 4~5
　　
　　表2粘鋼用膠粘劑基本性能指標-A級膠
　　性能項目 性能要求
　　
　　膠體性能 抗拉強度（MPa） ≥30
　　 受拉彈性模量（MPa） ≥3.5x103
　　 伸長率（%） ≥1.3
　　 抗彎強度
　�。∕Pa） ≥45
　　且不得呈脆性（碎裂狀）破壞
　　 抗壓強度（MPa） ≥65
　　
　　
　　
　　粘結能力 鋼-鋼拉伸
　　抗剪強度
　�。∕Pa） 平均值 ≥20
　　  標準值 ≥15
　　 鋼-鋼不均勻扯離
　　強度（kN/m） ≥16
　　 鋼-鋼粘結抗拉
　　強度（MPa） ≥33
　　 鋼-混凝土粘結正拉
　　強度（MPa） ≥2.5
　　且為混凝土內聚破壞
　　
　　工藝要求 混合后初粘度（25℃時）（MPa） 刷膠 4000~10000
　　  注膠 200~1000
　　 施工環境溫度（℃） 5~35
　　 可操作時間（min） ≥60
　　揮發物含量（%） ≤1
　　
　　
　　圖2樓面梁加固詳圖
　　五、粘鋼加固的施工工藝
　　1．加固機理：是將鋼板采用高性能的膠粘貼于混凝土構件的表面，鋼板與混凝土形成統一的整體，利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構件承載力及剛度的目的。
　　2．工藝流程及操作要點
　　1）工藝流程：鋼板制作－基底處理－卸荷－配膠－粘貼－固定及加壓－固化－檢驗－防腐處理。
　　2）操作要點：
　　①鋼板制作。按設計圖紙要求，根據混凝土構件的實際尺寸對鋼板進行下料、成型、鉆孔。
　　②基底處理，表面處理包括加固構件粘合面處理及鋼板粘合面處理，是最關鍵的工序，應認真進行。
　　A．原混凝土構件粘合面，應先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水沖洗，再對其進行打磨，除去2—3毫米厚表層，直至露出新面，并用壓縮空氣吹除粉粒，處理后，若表面嚴格凹凸不平，可用高強度樹脂砂漿修補；
　　B．鋼板表面用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現金屬光澤。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路盡量與鋼板受力方向垂直。
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　　為減輕和消除后粘鋼板的應力，應變滯后現象，粘鋼板前宜對構件適量進行卸荷，卸荷方式如下：
　　A．采用千斤頂頂升的方式卸荷，對于承受均布荷載的梁，應采用多點均勻頂升；對于有次梁作用的主梁，每根次梁下需設1臺千斤頂，頂升噸位由設計計算確定。
　　B．卸活荷載
　�、芘淠z：目前各種結構加固用膠粘劑基本上為甲、乙雙組分，使用前需進行現場質量檢驗，進行抗拉拔試驗，合格后方能使用，使用時在現場臨時配制，配制時按產品說明書規定進行。將甲、乙兩組分別倒入干凈容器，容器內不得有油污，利用手提電鉆攪拌，或采用人工攪拌，攪拌至色澤完全均勻為止。
　　⑤粘貼：膠粘劑配制好后，用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土粘合面和鋼板粘合面，為使膠能充分浸潤、滲透、擴散、粘附于粘合面，宜先用少量膠于粘合面來回刮抹數遍，再添抹至所需厚度（1～3mm），中間厚、邊緣薄，然后將鋼板貼于預定位置。鋼板粘貼后，用鐵錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應剝下鋼板，補膠并重新粘貼（所有操作應在膠的適用期內完成）。
　�、薰潭ㄅc加壓：鋼板粘好后，立即用卡具、支撐或膨脹螺栓等固定，并適當加壓以使膠粘劑剛好從鋼板邊緣溢出為度。膨脹螺栓一般兼作鋼板的永久附加錨固措施，其埋設孔洞應與鋼板一同于涂膠前配鉆好。
　　⑦固化：粘鋼膠在常溫下固化，施工后應立即固定，固化期間避免擾動。25℃時，固化一天即可拆除夾具或支撐，三天即可受力使用；固化溫度降低，固化時間應相應處長。若固化溫度低于5℃，應采用人工加溫等措施。
　�、鄼z驗：粘鋼結束后，組織有關人員驗收，發現問題即時處理。
　　⑨防腐處理：外部粘鋼加固鋼板，應按設計要求進行防腐處理。一般采用刷防銹漆、鋼板網抹灰或噴防火涂料的方法進行保護。
　　3．質量要求
　　1）工程驗收時必須有鋼板及建筑結構膠的材質證明、復試報告及膠的抗拉拔試驗報告。
　　2）每一道工序結束后均應按工藝要求及時進行檢查，做好相關的驗收記錄，如出現質量問題，應立即返工。
　　3）關鍵控制點：
　　①工作環境的溫度，由于膠本身的性能要求操作時溫度在5～60℃之間。
　�、诠ぷ鳝h境的相對濕度不大于70％，如果相對濕度過大，膠容易受潮而起鼓泡，從而影響粘貼質量。
　�、刍�底處理是關鍵工序，基底處理不應只停留在構件的表面處理，尤其對于老結構，更應對其本身檢查是否有空鼓，裂縫現象，以便采取相應措施保證粘貼質量。
　　④鋼板粘貼時，一定要避免先粘后焊，因焊接溫度過高，容易引起結構膠老化而失效。
　�、菡迟N鋼板與原構件宜采用膨脹螺栓連接。
　　結語
　　綜上所述，結構的加固設計，很大程度上受到使用條件、施工工期、施工技術及經濟成本等因素的制約，因此，應從實際情況出發，綜合考慮，選擇切實可行的加固方案。
　　
　　參考文獻：
　　[1]GB50367-2006混凝土結構加固設計規范設計；
　　[2]GB50010-2010混凝土結構設計規范；
　　[3]O6SG311混凝土結構加固構造；