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摘要：我国早年的混凝土结构工程，目前大多数已进入维修加固改造的高峰，尤其是一些生产环境恶劣，结构劣化严重更是成了加固维修的重点，本文通过对厂房结构的检测，并提出了合理的加固方案，经加固维修后效果良好。
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关键词：工业厂房结构检测加固维修
Abstract：In the early concrete structure construction, most are in the peak of reinforcing and rebuilding, esp. for some bad environment, the structure damage is the importance, in this paper, it will, according to the factory structure monitoring, puts forwards to the reasonable plan for the maintenance.
Key Words: industry factory; structure monitoring; reinforcing and maintenance
中图分类号：V448.15+1文献标识码：A 文章编号：
前 言
过往工业厂房在建设过程中因追求经济效益及降低成本，往往会赶工赶时，造成设计时片面强调低指标、施工时片面的追求低成本、高速度，从而造成了相当数量厂房的设计质量、施工质量、安全储备、使用寿命等先天不足，加上建成使用期间单纯的强调高产，使建筑物在重载、高温、腐蚀、疲劳、粉尘、潮湿等不同条件下处于综合性超负荷作业之中，加速了工业厂房的老化和损坏。另外，生产事故也常常引起厂房结构直接损坏，不合理的操作造成结构构件局部损坏或累积性损伤，这些都影响了厂房的结构安全和正常使用。
1.工程概况
某工业厂房，为六层框架结构。混凝土设计等级为C20，钢筋为II级钢或I级钢。柱截面尺寸400×700mm，梁尺寸为300×800mm，次梁250×500mm，建筑面积为37800m2，基础处理为混凝土灌注桩。1996年建成投入使用。
使用至2009年时发现5、6层框架梁端距离柱子1.5m左右及梁中部跨中区域出现了很宽、较长的斜裂缝和垂直裂缝。经现场用读数显微镜检测。斜裂缝最大宽度为1.25mm，跨中垂直裂缝宽度为O.3mm，斜裂缝最大长度超过1/2梁高，倾斜角为30～50°左右，危及到结构的可靠性。2006年8月有关专家对此结构的梁和柱子进行了全面检测，查明了框架梁产生裂缝的原因，确定了结构的受损情况，为结构修复和加固设计提供了科学的依据。在对其可靠性分析的基础上，2007年对现有结构物提出了加固设计修复方案，实践证明效果良好。
2.检测结果与可靠性分析
2.1检测结果
检测结果表明，框架柱几何尺寸存在偏差，沿跨度方向凿去抹面层后的截面宽度与原设计尺寸偏小20～30mm。现有混凝土强度不满足设计强度C20的要求。采用超声回弹及拉拔综合检测方法。经测，6根梁和8根柱的混凝土强度在14～23Mpa，其数值比较分散，特别是框架梁的检测结果，6根梁中有4根不满足设计强度。抗剪箍筋间距偏差较大，用手轮切割机在裂缝区段沿梁跨方向切割混凝土保护层，箍筋间距比原设计偏大30%左右。受力主筋位置与原设计误差不大。采用读数显微镜和放大镜读取的裂缝宽度在0.3～2.44mm之间。跨中裂缝宽度相对较小.一般在0.1～0.3m范围，而距梁端1～2m区段斜裂缝宽度多在0.3mm以上，倾角在30～50°之间，部分裂缝已经贯通梁截面，且梁腹部裂缝最宽。
另外，从调查施工记录发现:原设计采用正规水泥厂425#水泥，而施工中随意改用本地小厂生产的425#水泥，从原始施工记录中查得上部结构5～6层框架梁、柱混凝土强度结果在18～23MPa内，低于《建筑结构荷载规范》(GB50009―2001)[1]所规定的混凝土强度设计旌工配制的强度24MPa以上的要求。
2.2框架结构的可靠性分析
设备与荷载由厂方提供，其它荷载取值按现行规范标准，材料强度的标准值采用实测值，并按标准规定取值，配筋以现场调查为准，框架结构梁、柱尺寸采用实测值。通过计算表明，第5、6层框架梁在弯剪区段（斜裂缝区段）抗剪能力严重不足，梁裂缝宽度不能满足现行规范要求.梁跨中抗弯能力不足，柱抗弯、抗剪承载力基本满足要求，但可靠程度偏低。
经计算和调查分析，其一是施工过程中随意更换水泥厂家，施工混凝土配制强度不满足设计要求强度，施工质量差是导致抗弯抗剪承载力不足，裂缝过宽过长和过早的重要原因。其二是截面尺寸偏差(偏小)5%左右，弯剪区箍筋间距偏大30%，也是导致梁截面抗剪承载力不足，发生较大裂缝的重要因素，针对以上两大问题，为保证结构的可靠性，必须要对现结构进行补强加固和修复。
3修复加固方案的确定
根据检测结果和分析表明，同一类结构的梁，不同楼层其强度、裂缝宽度及分布也不尽相同。为使方案实施方便、造价低、施工周期短。尽可能达到在补强中不停产的目的。经过分析比较。确定外包钢法及粘钢法对框架结构进行补强加固。
3.1框架柱
为了弥补柱子的尺寸偏差和强度不足，确保柱子抗剪、抗弯的能力，对柱子采用湿式外包钢法进行补强，柱层节点（如图l）。
图1框絮拄节点加固
3.2框架梁
5、6层所有梁需要进行抗剪加固，对部分梁除抗剪加固外尚需对跨中进行抗弯加固。对梁出现的裂缝进行表面处理及灌浆的修复。
（1）抗剪加固:采用粘结并联U型箍板方式进行加固，紧贴楼板粘贴纵向钢板，两端延伸足够的锚周长度，箍板与纵向钢板由焊接或搭接连接在一起（如图2）。
图2框架粱抗剪加固
（2）抗弯加固:采用受拉区表面粘贴钢板，并在梁端部加锚固U型箍板（如图3）。
图3框集粱抗弯加固
（3）梁裂缝处理:对发展不太深的表面裂缝采用在结构表面打磨平整，用环氧胶液封闭。对于裂缝宽度大于0.2mm的结构性裂缝，采用环氧胶液注浆补强，表面用环氧胶片封闭裂缝，封闭带宽100mm，厚1～2mm，用刮刀压实刮平，24小时后再进行注浆。
4材料选择与强度取值
加固设计粘结剂采用国产JGN建筑结构胶，其粘结抗剪，抗拉强度按现规范《混凝土结构加固技术规范》(CECS25-90)[2]采用，混凝土抗拉、抗剪的标准值 和设计值 按现行国家标准《混凝土结构设计规范》[3](GB50010-2002)固钢板采用Q235钢。钢连接螺栓及焊接的强度设计值，按现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017-2003)[4]采用。
5施工方法
5.1柱子外包钢
（1）用小锤将原柱子四角修成圆弧面，并将其表面混凝土凿毛，用钢丝刷刷毛，再用水枪冲洗干净。
（2）将角钢除锈，并将其阴角清理干净。
（3）在处理好的柱角抹上5ml厚的乳胶水泥，同时在角钢阴角抹上乳胶水泥。再将抹上乳胶泥的角钢马上粘贴在准备好的柱子上。
（4）用夹具在两个方向将柱子四角角钢夹紧.夹具间距不大于500mm.然后将角钢箍与角钢焊接，注意分段交错施加焊接。在柱节点区域角钢箍间距为200mm，其余部位为400mm。
（5）将柱凿毛的混凝土表面清理干净，刷水泥净浆，分两次抹厚25mm，1:3水泥沙浆保护层，并进行养护。乳胶水泥配比为l:2:0.17(425#硅酸盐水泥:中砂:白乳胶)水泥砂浆配比为25:74:1(水泥:粗砂:耐碱玻璃纤维)
5.2粘钢
（1）先用砂轮磨平机将粘结面抹平，再用钢丝刷将其表面清理干净，后用棉球沾丙酮擦拭表面。
（2）用钢尺和铅笔在预粘钢板处划线，在预定位置打孔，以便安设固定螺栓。
（3）对钢板粘结面进行除锈和粗糙处理，打磨方向与钢板受力方向垂直，而后用棉球擦拭干净。
（4）按产品说明书要求配制粘结剂。
（5）将配制好的粘结剂用抹刀涂抹在已处理好的混凝土基层和钢板粘结面卜，粘胶层厚1-3mm，中间厚边缘薄。
（6）将钢板粘结在预定位置后，立即用膨胀螺栓固定.用超声仪检测粘结质量。
（7）检测粘结质量符合要求后，在钢板处用20mm厚1:2的水泥砂浆抹面，并进行养护。
5.3梁裂缝处理
（1）用钢丝刷除去裂缝两边表面污物和松散体，再用丙酮或酒精在其100mm范围内擦净。
（2）对于裂缝宽小于0.2mm的裂缝，将其表面清理干净及干燥后直接用环氧树脂胶涂抹。
（3）对于大于0.2mm的裂缝，布设注浆咀和排气管，埋设间距在200～300nun，并尽可能在裂缝较宽和裂缝交叉汇交处。
（4）用环氧胶泥将裂缝封闭，封带宽l00mm左右，厚l～2mm，用刮刀压实刮平。
（5）注浆前用空压机试验检查裂缝封闭情况，并在封闭带和注浆咀周围刷上肥皂水。发现气泡处可用快硬水玻璃封闭。
（6）将环氧树脂加温融化后，加入固化剂、稀释剂和增韧剂，边注入边搅拌均匀，即可使用。每次配置1kg，使用时间不超过30分钟，以防变稠变硬。
（7）注浆压力在0.2～0.3Mpa，稳压2～3分钟，将浆液注完后检查有无泄漏浆。待l～2小时后，可将注浆咀拔出，封闭注浆口。
6结束语
经过检测后，发现施工中缺乏严格监理.质量低下是导致抗弯、抗剪承载力不足.使得结构裂缝过早开裂的主要原因，而使用时面粉袋随意堆放和振筛机械的反复作用加速了这一过程。通过本文所采用的补强加固方案实施方便，易于掌握，造价低，又不会造成工厂的全部停产，因此甲方比较满意。工程加固工期共两个月，加固后对检测强度最低和裂缝较宽的梁进行静载试验，加至1.2倍设计荷载后，未发生裂缝和挠度超标情况，弯剪区段没有发现新的裂缝，加固效果良好。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准，《建筑结构荷载规范}(GB50009―2001)北京
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 |
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发表于 2018-7-16 16:46:51