摘要 碳纤维布加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在墙体或混凝土构件表面,使两者共同工作,有效提高构件的极限承载力和改善构件的变形性能,采用合理的粘贴构造和锚固措施,以达到较好的加固效果。本文介绍澳门地区某旧楼改造采用碳纤维加固实例。
关键词 碳纤维;加固;旧楼改造
中图分类号 tu746.3文献标识码 a文章编号 1674-6708(2010)16-0159-02
0 引言
由于经济的快速发展,企业生产能力扩大,生产工艺调整,操作环境改善等因素,越来越多的旧厂房需要进行加固改造处理。与传统加固工艺相比,碳纤维片加固技术具有工期短、节能和环保、操作方便、加固效果好等特点。本文结合澳门南光贸易有限公司工业楼宇改造工作,对港澳地区旧楼改造进行探讨[1-2]。
1工程概况
澳门特别行政区南光贸易有限公司拟对其所属的一处工业楼宇进行改造,将其由原来的办公和工业用途的综合性工业大厦改造为一座理想容量约为1 000吨的商业冻品冷库。该大厦名为中旅工业大厦结构为现浇钢筋混凝土框架结构体系,各层楼板均为现浇钢筋混凝土楼板。框架结构柱、梁、板混凝土强度等级为b225,钢筋强度等级为a40n,框架结构填充墙采用砖砌体。大厦原结构设计基础形式为柱下承台加打入式预制方桩桩基。大厦建筑毛面积3 685.15㎡,平均每层毛面积约650.00㎡,地上五层,无地下室,屋顶水箱间为局部六层。建筑首层高度5.00m,二层~五层层高均为3.50m,屋面檐口高度19.00m,水箱间局部出屋面高度4.20m。
2旧楼结构试验
在设计加固方案之前,碳纤维布加固方法先进行中旅工业大厦结构现状性能检验。从结构评估的基本技术性要求,同时考虑到检验的经济性与时间性指标,确定检验大厦结构混凝土的以下3项指标作为评估基本参数:1)结构钢筋混凝土的混凝土强度检验。需检测柱、梁、板;2)结构钢筋混凝土的混凝土炭化深度检验。需检测柱、梁、板;3)结构钢筋混凝土中钢筋的锈蚀程度检验。需检测梁、板。
3检验报告结果:
1)钢筋混凝土结构的混凝土强度检验报告显示:建筑结构混凝土抗压强度完全满足原设计中b225级混凝土的强度要求,仅楼板上有一个采样点的实验数据有负偏差,根据楼板结构的混凝土受力特性,该楼板混凝土强度的局部偏离将不会影响结构的整体承载能力和地震动力分析特性。
2)结构钢筋混凝土的混凝土炭化深度检验报告显示:建筑结构混凝土炭化已经较大程度发展,部分结构部位的钢筋混凝土中的钢筋即将或已经失去混凝土的弱碱性保护。该检验结果表明整体改造需进行一定的技术措施进行结构处理,保证结构在将来的使用中让混凝土的炭化过程合理发展。
3)结构钢筋混凝土中钢筋的锈蚀程度检验报告显示:建筑结构钢筋混凝土中的钢筋锈蚀已经有一定程度的发展,但是锈蚀情况很轻微。这个结果和混凝土炭化深度检验报告相互印证,互为依据。改造时应采取技术措施防止或延缓混凝土中钢筋的锈蚀发展程度。
从以上检测报告可以分析出,该建筑结构整体强度情况良好,满足结构改造的安全性和承载能力要求,但是局部位置存在一定发展程度的混凝土炭化和钢筋锈蚀,对结构改造后的正常使用条件存在一定隐患。结构改造的时候应该对结构的裂缝展开情况和混凝土炭化情况钢筋锈蚀
情况进行全面调查,对混凝土炭化发展严重和钢筋锈蚀程度比较发展的局部位置采取压力灌注环氧树脂等方法阻止钢筋锈蚀的进一步发展。对于现在建筑已经发生的人为性损坏部位,均应进行结构性修补以恢复正常使用功能[4]。
4 加固处理范围及方案的选择
1)采用m10水泥砂浆修补构件表面保护层,采用自动压力灌浆技术修补发现裂缝的框架梁、板;
2)对梁底、板底出现垂直裂缝和斜裂缝影响受弯承载能力的钢筋混凝土采用粘贴碳纤维布进行加固;
3)对梁、板上部出现垂直裂缝影响负弯矩承载能力的钢筋混凝土采用梁、板上部粘贴碳纤维布进行加固。
4)对原梁出现斜剪裂缝的梁采用粘贴碳纤维布u形箍进行加固[3];
5)对出现裂缝的主次梁节点采用粘贴碳纤维布u形箍进行加固;
6)新开楼板洞口在洞口边采用粘贴碳纤维布进行加固;
7)对锈蚀发生部位的框架结构梁柱和楼板涂刷渗透型钢筋阻锈剂。
5加固选用材料
1)200g碳纤维布抗拉强度标准值≥3 000mpa,厚0.111mm, ecf≥2.1x10 mpa,伸长率≥1.6%。其它指标应符合规范《碳钎维片材加固混凝土结构技术规程》(2007年版) cecs 146:2003中3.2节的相关要求;
2)配套树脂类粘结材料:应采用聚丙烯腈基(pan基)≥12k的小丝束碳纤维片材,配套的改性环氧树脂胶粘剂和表面防护材料。其它指标应符合规范《碳钎维片材加固混凝土结构技术规程》(2007年版) cecs 146:2003中3.3和3.4节的相关要求;
3)钻孔植筋采用的锚固胶应符合《混凝土结构后锚固技术规程》jgj145-2004中的相关要求。本工程所选用的各种材料均应有生产合格证明并按相应规范规定试验合格和质检部门检验合格后方能使用。各种证明材料应及时归档保存,以备检查;
4)结构材料。钢筋:a235(φ),a335(φ) ;混凝土:b30;首层地坪下砌体:mu10砖,m7.5水泥砂浆。
6 碳纤维加固施工要求
1)碳纤维片材加固施工应严格按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》及有关的其它规范要求进行施工;
2)加固施工必须由具有加固专项资质的施工单位进行施工;
3)混凝土构件表面处理。
(1)清除被加固构件表面的面层及剥落,疏松,蜂窝,腐蚀等劣质混凝土,露出混凝土结构层,并用ma高强砂浆将表面修复平整。
(2)碳纤维布被粘贴混凝土构件表面应打磨平整,除去表层浮浆,油污等杂质,直至完全露出结构新面。转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm。
(3)被粘贴混凝土构件表面应清理干净并保持干燥。
(4)采用滚筒刷将底胶均匀地抹于混凝土表面。
(5)用修补胶将混凝土构件表面凹陷部位平并填补平整,且不应有楞角。
4)碳纤维片材的粘贴
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