前文我们探讨过混凝土构件加固后采用防火涂料进行防护的做法(混凝土构件加固后的防火保护要求),其中也提到过《混凝土结构加固设计规范》中关于混凝土构件外包钢加固后的防护做法。
《混凝土结构加固构造》13G311-1中关于混凝土梁的外包型钢加固中,也引用了这种方法。这种做法目前还被广泛应用于粘贴纤维、外贴钢板的防护中。
那么这种做法是否合理呢?特别是不区分情况一股脑的直接选用25mm防护层的做法。
我们都知道防护层的作用有两个:防火和防腐,那我们就分两个方面来聊下。
通过前文,我们可以知道防火涂层的厚度主要跟构件的耐火极限相关。我们以构件耐火等级二级为例,柱的耐火极限为2.5小时,梁的耐火极限1.5小时,板的耐火极限为1.0小时。
△ 《建筑设计防火规范》中关于构件的耐火极限
耐火极限2.5小时的柱和1.5小时的梁采用相同的防护层厚度,这样合理吗?明显是很不合理的。我们再来看看《建筑设计防火规范》附录“各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限”针对不同耐火极限的构件怎么选取防护层厚度的,我们选择与外包型钢受力比较接近的钢管混凝土柱来做为参考。
△ 《建筑设计防火规范》中构件防护做法
从上表可以看出,保护层厚度不但与耐火极限有关,还与构件的长细比和截面尺寸有关,再具体点就是和构件高度、长度、宽度等尺寸是密切相关的。盲目的统一选25mm厚度是明显不合理的。
防腐要求就更好理解了,我们其实看看《混凝土结构设计规范》中关于钢筋的保护层厚度就能明白了。
△ 《混凝土结构设计规范》中保护层做法
我们可以看出构件的防腐保护层厚度不但与构件所处的环境类别有关,还与构件形式有关。盲目的统一选25mm厚度是明显也是不合理的。规范其实只是给出了最低要求,具体怎么选取还是要设计自己来把握。从以上的分析,我们可以知道无论从防火还是防腐的角度,在设计时直接选取25mm的水泥砂浆防护层厚度是明显不合理的,具体怎么选取,规范也没有明确规定。而水泥砂浆防护目前是使用最普遍,也是经济性操作性最好,也有利于后期装修处理的防护处理做法,我们不应轻易舍弃这种做法。
在设计时可参考以上《建筑设计防火规范》中列举出来的构件耐火极限适当调整防护层厚度,也可参考《钢管混凝土结构技术规范》GB50396-2014,并结合《混凝土结构设计规范》中不同构件不同环境类别下的保护层厚度。