建筑大梁的补强加固

1．概况
　　某学校—幢三层教学楼，每层为—通长4开间大教室，中有3根现浇混凝土大梁，大梁形式为花篮梁，梁长6500mm，高550mm，梁底宽250mm，混凝土设计标号为200级。该楼的二、三楼6根花篮梁跨中附近普遍开裂，最大缝宽达1mm，裂缝从梁底贯穿花篮牛腿。经过原设计进行复核，发现大梁配筋较少，计算安全系数仅0.7左右，强度验算和裂缝宽度检验，大粱在未加活载的恒载作用下已经破坏。
2．补强加固工艺及胶粘剂的选择
　　经反复比较，认为可用粘接技术对大梁进行补强加固，即采用高强度胶粘剂将钢板粘贴在大梁上，以增加梁休弯曲承裁能力，胶粘剂选用中国科学院大连化学物理研究所研制的JGN建筑纳构胶料剂，该胶为双组分环氧树脂型胶粘剂，剪切强度、拉伸强度、剥离强度(均为钢-钢)分别为17.64MPa、29.4MPa、19.6kN·m^-1。
3．补强设计
　　　粘贴钢板长度以原大梁配筋安全系数A＝1.4为临界点，在A＜1.4区段实施粘贴。实际计算的钢板粘贴长度为4800mm，考虑到美观，统一按5800mm计(比净空少100mm)，粘贴A3钢板宽280mm，比梁底略宽，以免胶粘剂在紧固后向外流淌，板厚6mm。粘贴后，钢板参与大梁受力，计算安全系数k=2.71，另外，在板端设计4根φ16钢筋穿过花篮牛腿，上面锚固，孔内填塞JGN胶，下端同钢板焊接，用来将板端剪应力传递到梁顶，在班底布4个M12膨胀螺栓，在胶液固化前，将钢板同梁底锚固，给钢板施加一预压应力，并在使用期起保护作用。
4. 补强加固工艺
　　(1) 准备
　　　　①　在处理楼上大梁时，应对下面楼层加木柱支托，以免千斤顶卸荷时对下面大梁产生过大集中荷载，木柱直径20cm，支撑点间距1.5cm，加木锲使顶撑紧固；
　　　　②　铲除梁体抹灰粉刷层，露出混凝土构件本体，按设计位置，用冲击钻在梁上钻孔，以安装赔帐螺栓和插焊剪刀保护筋，对梁底混凝土表面用平砂轮打毛打平，用铁刷将浮灰除掉，然后用丙酮（或酒精）侵抹布擦净尘埃，保证混凝土表面清洁无油、干燥；
　　　　③　将粘贴钢板按设计尺寸在工厂剪裁好后，用平砂轮打磨港件，除去锈并打出纹路来以增加粘接面积，同时在安装螺栓位置钻孔，港件运到施工现场后，应在较平的地面上整形找平；
　　　　④　准备好卸荷用千斤顶，支撑支柱、顶托不板及脚手梯等施工用具，千斤顶为5吨油压千斤顶，最好带压力表；
　　　　⑤　按5-7kg.m^-2标准，准确计算用胶量，按每次粘贴用胶量配胶，以免浪费，按要求将JGN胶甲、乙两组分混合搅拌均匀（可在一容器中，用简单的锚式浆，以100-300转／min的速度进行搅拌混合），调胶后应在胶液使用期内将胶用完，JGN胶的古话对环境温度要求较为严格，在相对湿度>90%的阴雨天不宜施工。
　 (2) 涂胶粘贴
　　　　因教学楼二、三楼3个断面共6根大梁需处理，为避免在梁部产生应力集中，节省卸力支撑，宜按自上而下一个断面一个断面的顺序进行施工。
　　　①　将待粘贴的钢板、混凝土表面涂刷厚度2mm左右的JGN胶液，胶应涂刷均匀，胶层中内稍厚，周边梢薄；　
　　　②　在实施粘贴钢板的同时，采用木柱和卸力千斤顶对粘贴钢板紧固加压和卸荷，紧固的目的是使钢板与混凝土紧密R占合；卸荷的目的是解除梁部所受部分恒载，使梁处于半自由状态，当JGN胶固化并解除支撑后，钢板即处于工作状态，承受梁底拉应力，卸荷支撑点6个间距850mm，顶升吨位控制在每点20吨左右。
　　　　胶粘剂在25℃条件下24h基本固化，72h完全闹化，此时可拆除支撑，安装梁底膨胀螺栓及板端剪力保护筋，并可进行下根大梁的处理。
　(3)　梁体表而装修和交付使用
　　　整个粘钢补强加固结束后，应对大梁表面进行装修，钢件刷两遍樟丹底漆，再刷一遍白色防锈漆。混凝上面用砂浆找平抹面后用大白粉刷，整个装修应与原室内格调一致，尽量不露加固痕迹。