粘鋼板網加固預制樓板板底性能/武漢加固公司

 目前，我國使用的中小學校舍和農民自建房大部分為20世紀80年代建造，其多為預制板磚砌體結構房屋。預制樓板的整體性較差，在砌體結構上支撐長度短，尤其是當施工單位施工時不注意預制樓板連接，在地震時易引起預制樓板脫落，造成人員傷亡。 北京碳纖維加固 北京加固公司

　　1. 預制板磚砌體房屋的破壞特點 

　　在1998年以前建造的砌體房屋，樓板多采用裝配式。即在工廠或預制件廠采用預應力混凝土先張法的施工工藝，按模數生產預制空心樓板，運輸到現場吊裝就位，按構造措施拉結，在其上澆筑50 mm厚素混凝土墊層，以埋設電線管，之后在其上做建筑所要求的建筑構造層。樓板為安裝方便，板和板之間預留30 mm板縫，安裝完畢用細石素混凝土填實。根據該模型在地震作用下的振動反映可看出：x向地震作用下，由于各抗震橫墻變形存在差異，預制樓板有在支撐墻體中被拔出的趨勢，如果支撐長度不足或墻體局部損壞剴及板和板連接不可靠，則預制樓板會在墻體中脫落。另外，在變形過程中預制樓板在板端受到墻體約束，在板的上下端會產生彎矩和剪力，而預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生斷裂。y向地震作用下，預制樓板會產生相互擠壓或拉開趨勢，同時由于各支承墻的變形不同會產生扭轉。使預制板脫離墻體而墜落。 

　　1.1 主要破壞原因。預制裝配式樓板的砌體結構破壞主要原因如下。 

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

　　（2）按早年標準圖，安裝后預制板與預制板間的板縫一般為上寬30mm，下寬10mm，板縫間后澆筑細石混凝土截面呈倒梯形，隨預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裂，板間混凝土喪失傳力功能，破壞了樓蓋整體眭。 

　　（3）預制板與墻連接，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，埋入段短且細而光，錨固差，板端無鋼絲與墻連接。為彌補連接不足，每條填縫混凝土內上部設1根直徑10的拉結筋，加之施工單位可能不認真對待。預制樓板的整體連接作用差。 

　　（4）預制樓板在墻體上的支撐長度偏小，在地震的反復作用下易脫落，造成坍塌。 

　　（5）對于典型的中小學教室的寬度一般為6 m左右，長度一般為9m左右，樓層中間設置走廊，兩邊是教室。也有的是單面教室，另一面是走廊，走廊可為內廊或外廊。外廊用懸挑式或外伸框架支撐。預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澆或預制橫梁，預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。走廊墻對應于外窗的軸線位置，也無上部窗洞口。該縱墻承重的預制板房屋整體性和牢固性較差。 

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

　　（1）由于各預制板（或預制橫梁）不能整體搭在縱墻上，形成縱墻承重結構或以縱墻為主、橫墻為輔的結構承重體系，沿橫向的水平地震作用將在縱墻中產生墻面外彎曲作用，如大開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小，墻體在無構造柱或構造柱強度不足的情況下，在地震作用下會使縱墻產生破壞，從而引起整體房屋倒塌。 

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

　　（3）由于縱墻外彎曲時會使板端產生負彎矩，而預制板抵抗負彎矩能力較差，一旦板端附近開裂。板在彎矩和豎向剪力作用下即會發生折斷。板墜落到下層樓板會引起下層樓板脆性斷裂，出現連續倒塌事故。 　　（4）縱墻開窗洞大，窗間墻尺寸小，教室中部的窗間墻無構造柱或構造柱截面小、強度低，在強震或反復地震作用下窗間墻呈交叉破壞，若再發生余震可能會發生倒塌。 

　　2. 增強預制樓板整體性的措施 

　　2.1 預制樓板板底粘貼碳布。 

　　碳纖維加固是利用碳纖維布和結構膠對構件加固處理，具有抗拉強度高、輕質、柔軟、易粘貼、不增加結構自重及截面尺寸、耐久JI生好、耐酸堿及大氣環境腐蝕等特點。但碳纖維布按碳絲的編織方向一般只考慮單向受力。因此應用碳纖維布進行加固時纖維方向應與加固受力方向一致。 

　　根據磚混結構預制樓板的破壞特點，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。 

　　（1）沿板縫方向粘貼可提高單塊預制樓板的抗彎承載能力，防止發生連續破壞，但對于整體性的加強效果不明顯。預制樓板在地震作用下。板縫間會產生相互錯動，該受力正好與碳纖維的承力方向垂直，故無法起到加強整體性的作用。 

　　（2）垂直板縫方向粘貼可與樓板上的構造層做法相結合承力，限制了預制樓板在地震過程中的相對位移，能起到整體連接作用，但不能提高單塊預制樓板的承載力。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粘貼碳纖維的方案，并在預制樓板支撐處增設角鋼來增加其支撐長度，可收到增強預制樓板整體性的效果。 

　　2.2 預制樓板上加疊合層。加疊合層的方案是把預制樓板的面層去掉，重新澆筑50～60mm厚細石混凝土墊層，內配蟄颮200的雙向鋼筋網片，鋼筋網片要通過植筋的方式植入磚墻內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，可有效增強預制樓板的整體性，在樓層水平剪力的分配上與現澆樓蓋相當，即按墻體的抗側移剛度比例分配。 

　　該方案對于新建工程還可應用，但對于后加固改造工程卻存在以下弊端。 

　　（1）在拆除原預制板墊層時對預制樓板破壞較大會引起預制樓板開裂。 

　　（2）墊層垃圾較多，清理和運輸費用較高。 

　　（3）污染較大，尤其是打墊層時水泥漿污染頂棚較嚴重。 

　　（4）原結構的電線管是埋在預制樓板的素混凝土墊層中，拆除時線管全部報廢，造價較高。 

　　（5）原結構的預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算，如不滿足要求還需對預制樓板采取板底加固措施。 

　　2.3 預制樓板板底粘鋼板網。 

　　（1）粘貼鋼板加固是將鋼板采用高性能的環氧類膠粘劑粘結于混凝土構件表面，使鋼板與混凝土形成統一整體，利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。 

　　（2）主要工藝為：加固部位定位放線――基層處理（混凝土表面、鋼構件表面）――涂膠（鋼構件表面）――粘貼、加壓――固化、養護――檢驗、驗收――防腐。 

　　（3）對于全預制板裝配樓蓋和屋蓋。可在板底粘鋼加固，設置垂直板長方向的鋼板條帶以及交叉鋼板條帶；對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置型鋼剪刀撐。該加固方案既能增強預制樓板的整體性又可提高預制樓板的承載能力，通過設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，不用拆除結構面層和破壞線管，破壞量較小。 

　　2.4 板底加鋼絞線網一滲透性聚合砂漿面層鋼絞線網一滲透性聚合砂漿是由韓國某公司研發的。 

　　（1）滲透性聚合砂漿為無機材料，耐久、耐火，高強不銹鋼絞線網的強度高、耐銹蝕。鋼絞線網一滲透性聚合砂漿加固法對混凝土結構進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。 

　　（2）該加固技術的主要工藝是：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、拉緊并用特制的錨固釘固定――在加固部位刷界面劑――在鋼絞線網外面抹滲透性聚合物砂漿（砂漿的厚度一般為20～40 mm）――濕潤養護。 

　　（3）配合用角鋼增加預制樓板的支撐長度，能有效解決預制樓板整體性，并不用拆除結構的面層和破壞線管，但對于預制樓板承載力提高不明顯。 

　　3. 結語 

　　根據震害及受力分析和加固效果可看出，采用預制樓板的板底粘鋼板網的加固方案既能起到增強預制樓板的整體作用，又能提高預制樓板的承載能力，同時解決了預制樓板的支撐長度不足問題，而且施工簡便，性價比較高，是首選的加固方案。 

　　（1）在對預應力空心預制板、縱墻承重的大開問磚混結構教學樓進行加固時，不僅要從增強樓蓋和屋蓋的整體性方面考慮，同時要從增補圈梁、構造柱與加固墻體方面考慮，以確保結構的整體性。 

　　（2）對于全預制板裝配式樓蓋和屋蓋，在板底粘鋼加固。設置垂直板長方向的鋼板條帶以及交叉鋼板條帶：對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置型鋼剪刀撐，無論是加固效果還是經濟效果均為首選方案。采用預制樓板上加墊層方案時要注意結構重量的增加導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題。 

　　（3）本文分析雖然只有預制樓板的整體性加固，但從地震作用下的計算模型和倒塌機制看，磚混結構房屋的加固不僅是預制樓板問題，還要按現行規范規定補充設置構造柱和圈梁，以及墻體局部尺寸不足問題，彌補后的抗震性能還需進一步研究。