新型外包型钢与粘钢综合加固法
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New Steel-encased and Conglutinated Steel Composite Reinforcement
Guo Yu
（School of Civil Engineering and Architecture，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）
摘要： 由于业主对建筑结构使用功能的需求，往往在剪力墙开设新的洞口，开洞后将大大降低剪力墙的抗剪能力，对于新建工程可以对剪力墙洞口部位进行增加暗柱、暗梁或加强钢筋来补强剪力墙的抗剪能力。而对于剪力墙开洞改造工程来说，开洞后因无法增加暗梁、暗柱对剪力墙提高承载能力。因此，在开洞后就必须进行加固，现就对传统的加固方法进行分析，并根据实际施工情况提出新的方法。
Abstract: The owner needs open a hole in shear wall. But it will greatly reduce shear resistance of the shear wall. For new constructing engineering, we can increase embedded columns and embedded beams or increase steal to strengthen shear resistance of the shear wall. For modification of shear wall, after opening the hole, we are unable to increase embedded columns and beams, so we have to use other method to strengthen bearing capacity. The article states the traditional reinforcement method and puts forward new way according to the actual construction condition.
关键词： 后开洞 剪力墙 结构加固 方法分析
Key words: after opening hole；shear wall；structural strengthening；method analysis
中图分类号：TU7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0092-01
1加固改造的目的
剪力墙开洞后由于截面尺寸的减小，剪力墙结构的抗剪承载力不能满足正常使用状态下安全性、适用性、耐久性的要求。因此，必须对剪力墙后开洞口进行补强和加固处理，而补强加固的主要目的是：提高结构的刚度、强度、稳定性和耐久性。由于剪力墙构件的开洞程度不同，补强加固的方法也不甚相同。因此，在实际工程中，根据实际施工条件、技术水平等多种因素，选用适当的加固方法采取及时有效的加固措施势在必行。
2传统加固方法
2.1 外包钢加固法此方法是以型钢（一般为角钢或槽钢）外包于构件四角或两角，从而提高构件承载力的一种加固方法。此方法适用于使用上限制增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度地提高截面承载力的钢筋混凝土结构构件加固。外包钢加固法，分干式外包钢和湿式外包钢两种加固方法。湿式外包钢加固法，是指在钢构件和被加固构件之间预留一定的间隙，然后采用乳胶水泥浆或环氧树脂等结构胶填实，填实程度越好，型钢与原构件整体工作共同受力性能越强；此方法可以在不改变构件截面尺寸的情况下显著提高构件的承载力、增大延性和刚度。干式外包钢加固法，是指型钢直接包于被加固构件的四周，外包型钢与构件之间无任何粘结。有时虽填有水泥砂浆或结构胶，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，型钢与原构件不能确保整体工作，彼此只能单独受力。
2.2 粘钢加固法是用特制粘结剂（结构胶）把钢板粘贴在混凝土构件的表面，使钢板与混凝同工作的一种加固方法。此方法主要用于混凝土构件的抗弯承载力和抗剪承载力加固；其优点是施工简单、快速、不需焊接、费用低、不损伤原结构，加固构件与被加固结构变形协调，不影响结构外形，受力可靠度好，施工时对生产和生活影响较小，不占用空间等，从而获得显著得技术经济效益。但对施工工艺性要求比较高，当温度达到80～90℃时，粘胶强度下降，将会影响构件的受力性能。混凝土剪力墙开洞也多采用此种方法。
位于大庆市一高层公寓楼，工程建筑总面积30000m2，本工程为改造工程。公寓楼33层，剪力墙结构，建筑高度为120m，改造面积1500m2。本工程的加固改造主要针对现有公寓楼的户型使用功能进行改造，需要对原有剪力墙进行新开门洞及设备洞口开洞加固，新开洞口共计10余处，洞口尺寸在400×400～1800×2100mm不等,其中新开门洞占60％，洞口尺寸较大。
3.1 加固方案的选择剪力墙开洞口后其抗剪能力将大大削弱，对于新建工程我们可以根据设计和规范要求对剪力墙洞口部位进行增加暗柱、暗梁或钢筋加密来补强剪力墙的抗剪承载能力；而对于改造加固工程来说，剪力墙新开洞后由于受环境空间条件限制；无法增加暗梁、暗柱来对剪力墙进行补强，因此在开洞后就必须进行加固。而在加固过程中由于开洞部位剪力墙的应力发生变化，将会造成开洞部位原有剪力墙钢筋出现颈缩现象，造成钢筋无锚固端而出现抗剪能力的削弱现象。根据以往加固工程的施工经验，施工单位对加固方案进行综合分析。提出了以下三个参考加固方案：增大截面加固法、外包钢加固法及新型外包型钢与粘钢综合加固法，根据改造加固的施工条件及加固后结构安全性、耐久性、经济性等综合因素进行全面分析，施工单位将拟定的三个方案以书面的形式上报设计单位和建设单位。得到设计单位及建设单位认可，选择新型外包型钢与粘钢综合加固法加固方案。
3.2 新型外包型钢与粘钢综合加固法的原理新型外包型钢与粘钢综合加固法加固新开洞口剪力墙结构，其方法是将型钢包夹在被加固的新开剪力墙洞口外侧，通过结构胶把型钢与原有剪力墙结构紧密的粘结在一起，使之成为一个新的结构整体，共同补强剪力墙的抗剪承载能力。此方法是在施工中不断摸索、探讨的有效方法，充分利用了结构胶的粘结能力，随着现在施工工艺水平的提高，对新型外包型钢采用高压密封、外表面粘涂导热材料等有效措施，使结构胶与外界环境有良好的传热隔绝屏障。即使是外界温度较高，结构胶的粘结性能也不会下降，对加固后结构的抗剪承载力影响较小。
新型外包型钢与粘钢综合法加固新开洞口剪力墙结构，其施工简单、快速、费用较低、对原结构损伤小，加固构件与被加固结构变形协调，不影响结构外形，受力可靠度好，施工时对生产和生活影响较小，基本不占用空间等特点，并在不用增大构件截面尺寸的情况下，显著提高构件的承载力、增大延性和刚度。避免了因增大截面而带来建筑使用面积减小弊端。同时，由于原有剪力墙钢筋与型钢有效的焊接，避免了剪力墙因开洞后，在洞口周围出现应力集中而使钢筋出现颈缩现象，有效的保证了结构的安全性和耐久性。
下面是本工程施工流程：
型钢下料粘结面处理
定位放线剪力墙洞口表面处理型钢安装焊接注胶支座排气孔安装型钢支座周边密封处理注胶现场施工监测胶体养护型钢外表导热材料安置后续表面处理及维护。
4结语
加固方案的选择除要考虑安全性和经济因素外，还要考虑构件的实际受力情况、周围环境及施工的可行性等等。混凝土后开洞口剪力墙构件修复加固的方法较多，趋利避害是合理选择加固方法时应遵循的原则。本文基于传统的加固方法，在工程技术人员总结实际施工情况和施工验证以后，得出的组合方法加固优于单一方法加固。本文提出新型外包型钢与粘钢综合加固法，应用于后开洞剪力墙加固构件具有很大的优势。
参考文献：
[1]盛光远.粘钢加固钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究，同济大学，2006，4.
[2]赵晓燕.新老混凝土机械连接结合研究.河北工业大学，2004：22-30.
[3]康凌.剪力墙加固多层框架结构的研究与分析.西南交通大学，2010，5.