粘鋼板網(wǎng)加固預(yù)制樓板板底性能/武漢加固公司

 目前，我國(guó)使用的中小學(xué)校舍和農(nóng)民自建房大部分為20世紀(jì)80年代建造，其多為預(yù)制板磚砌體結(jié)構(gòu)房屋。預(yù)制樓板的整體性較差，在砌體結(jié)構(gòu)上支撐長(zhǎng)度短，尤其是當(dāng)施工單位施工時(shí)不注意預(yù)制樓板連接，在地震時(shí)易引起預(yù)制樓板脫落，造成人員傷亡。 北京碳纖維加固 北京加固公司

　　1. 預(yù)制板磚砌體房屋的破壞特點(diǎn) 

　　在1998年以前建造的砌體房屋，樓板多采用裝配式。即在工廠或預(yù)制件廠采用預(yù)應(yīng)力混凝土先張法的施工工藝，按模數(shù)生產(chǎn)預(yù)制空心樓板，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)吊裝就位，按構(gòu)造措施拉結(jié)，在其上澆筑50 mm厚素混凝土墊層，以埋設(shè)電線管，之后在其上做建筑所要求的建筑構(gòu)造層。樓板為安裝方便，板和板之間預(yù)留30 mm板縫，安裝完畢用細(xì)石素混凝土填實(shí)。根據(jù)該模型在地震作用下的振動(dòng)反映可看出：x向地震作用下，由于各抗震橫墻變形存在差異，預(yù)制樓板有在支撐墻體中被拔出的趨勢(shì)，如果支撐長(zhǎng)度不足或墻體局部損壞剴及板和板連接不可靠，則預(yù)制樓板會(huì)在墻體中脫落。另外，在變形過(guò)程中預(yù)制樓板在板端受到墻體約束，在板的上下端會(huì)產(chǎn)生彎矩和剪力，而預(yù)制樓板在板上部缺少配筋，所以在彎矩和剪力綜合作用下產(chǎn)生斷裂。y向地震作用下，預(yù)制樓板會(huì)產(chǎn)生相互擠壓或拉開(kāi)趨勢(shì)，同時(shí)由于各支承墻的變形不同會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。使預(yù)制板脫離墻體而墜落。 

　　1.1 主要破壞原因。預(yù)制裝配式樓板的砌體結(jié)構(gòu)破壞主要原因如下。 

　　（1）由于預(yù)制板過(guò)大的變形引起板頂、板底抹面層順板縫開(kāi)裂，從而破壞預(yù)制樓板的整體性。 

　　（2）按早年標(biāo)準(zhǔn)圖，安裝后預(yù)制板與預(yù)制板間的板縫一般為上寬30mm，下寬10mm，板縫間后澆筑細(xì)石混凝土截面呈倒梯形，隨預(yù)制樓板本身混凝土和縫間混凝土收縮，由于收縮量不同或板塊受力不均勻，后填混凝土與板間引起開(kāi)裂，板間混凝土喪失傳力功能，破壞了樓蓋整體眭。 

　?。?）預(yù)制板與墻連接，板底受拉鋼絲外露一小段彎成交叉狀埋入板頭接縫灰漿中，由于冷拔絲不許焊接，埋入段短且細(xì)而光，錨固差，板端無(wú)鋼絲與墻連接。為彌補(bǔ)連接不足，每條填縫混凝土內(nèi)上部設(shè)1根直徑10的拉結(jié)筋，加之施工單位可能不認(rèn)真對(duì)待。預(yù)制樓板的整體連接作用差。 

　?。?）預(yù)制樓板在墻體上的支撐長(zhǎng)度偏小，在地震的反復(fù)作用下易脫落，造成坍塌。 

　?。?）對(duì)于典型的中小學(xué)教室的寬度一般為6 m左右，長(zhǎng)度一般為9m左右，樓層中間設(shè)置走廊，兩邊是教室。也有的是單面教室，另一面是走廊，走廊可為內(nèi)廊或外廊。外廊用懸挑式或外伸框架支撐。預(yù)制板平行于橫墻搭在外縱墻和走廊墻上，即縱墻承重；也有在縱墻上搭置現(xiàn)澆或預(yù)制橫梁，預(yù)制板縱向搭在橫墻或梁上。 

　　由于采光要求，窗洞較大，致使外墻承重截面較小。走廊墻對(duì)應(yīng)于外窗的軸線位置，也無(wú)上部窗洞口。該縱墻承重的預(yù)制板房屋整體性和牢固性較差。 

　　1.2 主要破壞模式。由于大開(kāi)間縱墻承重的整體性、牢固性差，致使預(yù)制樓板房屋的建筑在地震作用下可能產(chǎn)生以下幾種破壞模式。 

　?。?）由于各預(yù)制板（或預(yù)制橫梁）不能整體搭在縱墻上，形成縱墻承重結(jié)構(gòu)或以縱墻為主、橫墻為輔的結(jié)構(gòu)承重體系，沿橫向的水平地震作用將在縱墻中產(chǎn)生墻面外彎曲作用，如大開(kāi)間教室的承重縱墻截面的而積被門窗洞口減小而使窗間墻截面積過(guò)小，墻體在無(wú)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱強(qiáng)度不足的情況下，在地震作用下會(huì)使縱墻產(chǎn)生破壞，從而引起整體房屋倒塌。 

　?。?）預(yù)制板與砌體搭接長(zhǎng)度只有80～100mm，如考慮施工誤差，預(yù)制樓板在墻上或梁上的支撐長(zhǎng)度更小。加上預(yù)制樓板間連接構(gòu)造措施不能被可靠保證，在地震反復(fù)作用下易使預(yù)制板脫落。 

　　（3）由于縱墻外彎曲時(shí)會(huì)使板端產(chǎn)生負(fù)彎矩，而預(yù)制板抵抗負(fù)彎矩能力較差，一旦板端附近開(kāi)裂。板在彎矩和豎向剪力作用下即會(huì)發(fā)生折斷。板墜落到下層樓板會(huì)引起下層樓板脆性斷裂，出現(xiàn)連續(xù)倒塌事故。 　?。?）縱墻開(kāi)窗洞大，窗間墻尺寸小，教室中部的窗間墻無(wú)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱截面小、強(qiáng)度低，在強(qiáng)震或反復(fù)地震作用下窗間墻呈交叉破壞，若再發(fā)生余震可能會(huì)發(fā)生倒塌。 

　　2. 增強(qiáng)預(yù)制樓板整體性的措施 

　　2.1 預(yù)制樓板板底粘貼碳布。 

　　碳纖維加固是利用碳纖維布和結(jié)構(gòu)膠對(duì)構(gòu)件加固處理，具有抗拉強(qiáng)度高、輕質(zhì)、柔軟、易粘貼、不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸、耐久JI生好、耐酸堿及大氣環(huán)境腐蝕等特點(diǎn)。但碳纖維布按碳絲的編織方向一般只考慮單向受力。因此應(yīng)用碳纖維布進(jìn)行加固時(shí)纖維方向應(yīng)與加固受力方向一致。 

　　根據(jù)磚混結(jié)構(gòu)預(yù)制樓板的破壞特點(diǎn)，板底粘貼碳纖維的方法有兩種： 

　　沿板縫方向粘貼；垂直板縫方向粘貼。 

　?。?）沿板縫方向粘貼可提高單塊預(yù)制樓板的抗彎承載能力，防止發(fā)生連續(xù)破壞，但對(duì)于整體性的加強(qiáng)效果不明顯。預(yù)制樓板在地震作用下。板縫間會(huì)產(chǎn)生相互錯(cuò)動(dòng)，該受力正好與碳纖維的承力方向垂直，故無(wú)法起到加強(qiáng)整體性的作用。 

　?。?）垂直板縫方向粘貼可與樓板上的構(gòu)造層做法相結(jié)合承力，限制了預(yù)制樓板在地震過(guò)程中的相對(duì)位移，能起到整體連接作用，但不能提高單塊預(yù)制樓板的承載力。因此，用該加固方案宜采用沿板縫方向和垂直板縫方向同時(shí)粘貼碳纖維的方案，并在預(yù)制樓板支撐處增設(shè)角鋼來(lái)增加其支撐長(zhǎng)度，可收到增強(qiáng)預(yù)制樓板整體性的效果。 

　　2.2 預(yù)制樓板上加疊合層。加疊合層的方案是把預(yù)制樓板的面層去掉，重新澆筑50～60mm厚細(xì)石混凝土墊層，內(nèi)配蟄颮200的雙向鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片要通過(guò)植筋的方式植入磚墻內(nèi)15d，再重新鋪地磚等面層做法。這樣形成的樓蓋形式為裝配整體式樓蓋，可有效增強(qiáng)預(yù)制樓板的整體性，在樓層水平剪力的分配上與現(xiàn)澆樓蓋相當(dāng)，即按墻體的抗側(cè)移剛度比例分配。 

　　該方案對(duì)于新建工程還可應(yīng)用，但對(duì)于后加固改造工程卻存在以下弊端。 

　　（1）在拆除原預(yù)制板墊層時(shí)對(duì)預(yù)制樓板破壞較大會(huì)引起預(yù)制樓板開(kāi)裂。 

　?。?）墊層垃圾較多，清理和運(yùn)輸費(fèi)用較高。 

　?。?）污染較大，尤其是打墊層時(shí)水泥漿污染頂棚較嚴(yán)重。 

　　（4）原結(jié)構(gòu)的電線管是埋在預(yù)制樓板的素混凝土墊層中，拆除時(shí)線管全部報(bào)廢，造價(jià)較高。 

　　（5）原結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板已有使用年限，新加荷載能否滿足承載力要求需重新驗(yàn)算，如不滿足要求還需對(duì)預(yù)制樓板采取板底加固措施。 

　　2.3 預(yù)制樓板板底粘鋼板網(wǎng)。 

　?。?）粘貼鋼板加固是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類膠粘劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件表面，使鋼板與混凝土形成統(tǒng)一整體，利用鋼板良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的。 

　?。?）主要工藝為：加固部位定位放線――基層處理（混凝土表面、鋼構(gòu)件表面）――涂膠（鋼構(gòu)件表面）――粘貼、加壓――固化、養(yǎng)護(hù)――檢驗(yàn)、驗(yàn)收――防腐。 

　　（3）對(duì)于全預(yù)制板裝配樓蓋和屋蓋。可在板底粘鋼加固，設(shè)置垂直板長(zhǎng)方向的鋼板條帶以及交叉鋼板條帶；對(duì)于橫梁傳力的樓蓋和屋蓋可在橫梁間以及橫梁與橫墻圈梁間設(shè)置型鋼剪刀撐。該加固方案既能增強(qiáng)預(yù)制樓板的整體性又可提高預(yù)制樓板的承載能力，通過(guò)設(shè)置型鋼剪刀撐能保證縱橫地震作用的水平傳遞，起到剛性樓蓋的作用，而且施工速度快，便于操作，不用拆除結(jié)構(gòu)面層和破壞線管，破壞量較小。 

　　2.4 板底加鋼絞線網(wǎng)一滲透性聚合砂漿面層鋼絞線網(wǎng)一滲透性聚合砂漿是由韓國(guó)某公司研發(fā)的。 

　?。?）滲透性聚合砂漿為無(wú)機(jī)材料，耐久、耐火，高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)的強(qiáng)度高、耐銹蝕。鋼絞線網(wǎng)一滲透性聚合砂漿加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗彎及抗剪加固均可取得較好加固效果，不僅抗彎承載力和抗剪承載力可得到顯著提高，而且抗彎剛度也能得到顯著提高。 

　?。?）該加固技術(shù)的主要工藝是：加固部位定位放線――加固處混凝土表面鑿毛處理――布置鋼絞線網(wǎng)、拉緊并用特制的錨固釘固定――在加固部位刷界面劑――在鋼絞線網(wǎng)外面抹滲透性聚合物砂漿（砂漿的厚度一般為20～40 mm）――濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。 

　?。?）配合用角鋼增加預(yù)制樓板的支撐長(zhǎng)度，能有效解決預(yù)制樓板整體性，并不用拆除結(jié)構(gòu)的面層和破壞線管，但對(duì)于預(yù)制樓板承載力提高不明顯。 

　　3. 結(jié)語(yǔ) 

　　根據(jù)震害及受力分析和加固效果可看出，采用預(yù)制樓板的板底粘鋼板網(wǎng)的加固方案既能起到增強(qiáng)預(yù)制樓板的整體作用，又能提高預(yù)制樓板的承載能力，同時(shí)解決了預(yù)制樓板的支撐長(zhǎng)度不足問(wèn)題，而且施工簡(jiǎn)便，性價(jià)比較高，是首選的加固方案。 

　?。?）在對(duì)預(yù)應(yīng)力空心預(yù)制板、縱墻承重的大開(kāi)問(wèn)磚混結(jié)構(gòu)教學(xué)樓進(jìn)行加固時(shí)，不僅要從增強(qiáng)樓蓋和屋蓋的整體性方面考慮，同時(shí)要從增補(bǔ)圈梁、構(gòu)造柱與加固墻體方面考慮，以確保結(jié)構(gòu)的整體性。 

　　（2）對(duì)于全預(yù)制板裝配式樓蓋和屋蓋，在板底粘鋼加固。設(shè)置垂直板長(zhǎng)方向的鋼板條帶以及交叉鋼板條帶：對(duì)于橫梁傳力的樓蓋和屋蓋可在橫梁間以及橫梁與橫墻圈梁間設(shè)置型鋼剪刀撐，無(wú)論是加固效果還是經(jīng)濟(jì)效果均為首選方案。采用預(yù)制樓板上加墊層方案時(shí)要注意結(jié)構(gòu)重量的增加導(dǎo)致地震作用加大和樓層剪力分配原則的改變而使部分墻段承載力不足的問(wèn)題。 

　?。?）本文分析雖然只有預(yù)制樓板的整體性加固，但從地震作用下的計(jì)算模型和倒塌機(jī)制看，磚混結(jié)構(gòu)房屋的加固不僅是預(yù)制樓板問(wèn)題，還要按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定補(bǔ)充設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，以及墻體局部尺寸不足問(wèn)題，彌補(bǔ)后的抗震性能還需進(jìn)一步研究。