本篇文章给大家谈谈混凝土框架柱加固设计图,以及混凝土框架结构柱子尺寸对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔,本文目录一览:,1、,混凝土立柱怎么加固?,2、,大截面框架柱加固方法及案例分?
本篇文章给大家谈谈混凝土框架柱加固设计图,以及混凝土框架结构柱子尺寸对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览:
- 1、混凝土立柱怎么加固?
- 2、大截面框架柱加固方法及案例分?
- 3、钢筋混凝土柱的工程加固方案设计及施工工艺(请附上工程的真实照片 和所做工作每一道程序的照片)好的我会
- 4、建筑结构加固知识,工程人再不懂就没饭碗了
混凝土立柱怎么加固?
1.加大柱截面加固法
加大柱截面加固法是根据柱子的受力情况,在混凝土柱的单侧、两侧或四周外包混凝土,增加结构截面面积与配筋来提高结构承载力、增加柱的强度和刚度的一种柱子加固方法。在混凝土加固中,加大截面法尤其适用于因柱体截面较小导致承载力不足的情况。为使加大截面法在混凝土中达到的加固效果,需要保证混凝土基材强度等级不能低于C13,加固用受力钢筋不应小于14mm,同时种类、截面形式、受力情况不同的混凝土柱,需要采用不同的构造形式。
优点:施工工艺简单、适应性强,且有长期的使用经验;
缺点:施工湿作业时间长,在混凝土养护期间需限制荷载,且加固后结构自重加大、建筑使用空间减小。
2.碳纤维布加固法
碳纤维布加固适用于轴心受压与大偏心受压以及延性不足的混凝土柱加固。可通过环向围束,即无间隔的环向连续粘贴来改善混凝土柱正截面承载力与延性不足的情况;也可将碳纤维布粘贴成环形箍,以提高混凝土柱斜截面承载力。碳纤维布加固需保证基材强度不得低于C15,且正拉粘接强度不得低于1.5MPa,同时环向围束中碳纤维布搭接长度不应小于50mm。
优点:轻质高度,一般无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;
缺点:对使用环境的温度有限制,且需作专门的防护处理。若防护不当,易遭受火灾和人为损坏。
3、绕丝法
为了提高混凝土柱的延性,往往采取绕丝法对其进行加固。绕丝加固法的加固原理是通过缠绕退火钢丝使被加固受压构件混凝土受到约束作用,从而提高混凝土构件的承载能力和延性的一种直接加固方法。采用绕丝法时,若柱的截面为方形,其长边尺寸与短边尺寸之比不应大于1.5 ,且柱四角应采取钝化处理,其圆角直径不应小于 30mm 。此方法与上面提到的粘贴碳纤维布加固法有着异曲同工之妙,都是一种提高构件延性的加固方法。
4.柱外包钢加固法
柱外包钢加固法是以型钢外包于混凝土柱两角或四角,角钢焊在扁钢箍上,以增强其刚度和受力性能的加固方法,在框架柱的加固中使用较为广泛。柱外包钢加固法分为干式和湿式两种,干式加固是在角钢和原柱之间无任何连接,或者虽塞有水泥砂浆仍不能确保结合面剪力有效传递,角钢与柱之间的变形难以协调。湿式加固是在角钢与原柱之间采用乳胶水泥、聚合物砂浆或环氧树脂化学灌浆等方法,使之达到型钢与柱能够整体工作、共同受力。干式外包加固施工简单,但湿式外包加固在承载力提高方面效果明显,因此在实践中湿式外包加固应用较为广泛。
5.粘钢加固法
粘钢加固法是外包粘角钢和包粘钢板,在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时,还因新增钢板箍的横向约束作用,使原混凝土柱产生良好的三向应力状态。因而可以大幅度提高柱子的承载力,同时也提高了柱子的抗变形能力。
优点:在柱子的横截面面积加大不多的情况下,大幅度提高柱子的承载力。
这5种混凝土柱子加固的方法各具特色,在加固时不能通过经验或施工方便就轻易决定加固方法,需根据具体情况进行选择。另外,选择安全有保障的加固材料与选择妥当的加固方法同样重要。
大截面框架柱加固方法及案例分?
1引言
工程质量是关系国家财产和人民生命安全的一件大事。今年来混凝土框架柱加固设计图,我国连续发生了几起重大的工程质量事故,引起了全国上下极大的关注。1996年10月。建设部组织召开了全国建设工程质量工作会议,对工程质量状况进行了全面分析,提出了关注工程质量综合治理的措施。钢筋混凝土结构是当前应用最多的结构型式,若钢筋混凝土结构由于种种原因不能满足安全性、适用性、耐久性的要求,且经过建筑物可靠性鉴定为c级或d级的,必须进行补强加固处理[1]。
柱是建筑结构中的基本受力构件之一,气承载力的大小对结构的俺去昂适用起着至关重要的作用。柱是压弯构件,受很大的轴力,这种受力状态决定了柱的延性较小,而作为结构的主要承载部分,柱子破坏将引起严重后果,不易修复甚至引起结构倒塌。为此,在钢筋混凝土框架设计中,要控制梁柱的相对强度,使塑性铰先在梁端出现,尽量避免或减少柱子中的塑性铰【2】。国内历次大地震中,有钢筋混凝土柱失效造成的震害是很多的。我国也是个多地震国家,许多地区都处在地震区,在这些地区中,对建筑结构进行抗震加固,一级对震损结构的修补常常是结构工程师的主要工作内容。在抗震设计和加固中,尤其要求对钢筋混凝土柱这一主要承重构件进行局部加强,使其满足有关承载力和延性要求,这就需要有一些行之有效的加固措施。今年来随着高层超高建筑的兴起,大截面柱应用越来越多,本文结合钢筋混凝土大截面柱加固的工程实例,将其较为常用的加固方法进行对比分析,为今后这种构件加固及其进一步的研究提供参考【3】。
2框架柱加固的特点及常用方法
我国从50年代就开始了结构的加固处理,及时年来,国内许多混凝土结构的加固工程实例,积累了丰富的实践经验。90年代初我国即颁布了《混凝土结构加固技术规范》(CECS25;9),总结了我国成熟的加固技术,适用于多种原因造成的结构、构件的补强加固处理,对推动加固技术的发展起到很大作用。而无论从工厂应用还是从接结构理论上来看,柱的加固,近年来尤其是框架结构柱的加固,都是结构加固工程中一个十分重要的组成部分。
造成钢筋混凝土柱承载力不够的原因大致有设计错误,施工粗糙,使用不当,变更用途径和遭遇自然灾害等。框架结构柱加固与新建工程框架结构的设计不尽相同,主要针对已建的工程,受客观条件所约束,针对具体现存条件进行加固设计与施工。往往是在不停产或尽量少停产的条件下施工,要求施工速度快、工期短。且施工现场狭窄、拥挤,常受生产设备、管道和原有结构的制约,大型施工机械难以发挥作用,还往往对原有的和相邻的结构、构件有不良影响。框架结构柱加固施工常分段、分期进行,还会因各种干扰而中断,施工较繁琐复杂,并常常存在许多不安全因素。框架结构柱加固设计包括原结构的验算和加固设计计算,要求考虑新、旧接哦股强度、刚度、适用寿命的均衡,以及新、旧结构的协调工作。
有框架结构柱加固工程的特点,根据几十年来建筑物加固的实践经验,当前常用的钢筋混凝土框架结构柱加固方法有:改变结构传力途径加固法、预应力加固法、加大截面加固法、外包钢加固法以及粘贴碳纤维加固法等。各种加固方法都有其各自的优缺点及适用范围,应根据实际情况加以选用【4】。
改变结构传力途径加固法是指通过增设支点(柱或托架)的办法,使结构受力体系(即计算简图)得以改变,从而改善框架柱受载及内力情况的加固方法。由于增加了支点,减小了计算跨度,因而能够较大幅度的提高柱的承载能力,减小和限制柱的变形。此种方法主要有增设支点赫尔托梁拨柱法两种形式。此方法对框架结构柱的补强加固效果较好,但对建筑物的空间使用影响较大,且施工复杂程度也较高。
预应力加固法即用预应力型钢撑杆对框架结构柱进行加固的方法。可分为单侧预应力撑杆加固(适用于偏心受压柱加固)和双侧预应力撑杆加固(适用于轴心受压柱加固)。这种加固方法具有可预制、减少净空很少、基本不要求停产进行及施工简便的优点。但此种方法不适用于高温环境下的混凝土结构,另外需要特别注意尽量减少预应力的损失。
加大截面加固法即通过增大框架结构柱的截面面积和配筋,提高其强度、刚度、稳定性及抗裂性,满足正常适用要求。这种加固方法的缺点也是比较显著,主要是现场作业工作量 大,等于生产生活影响较大及影响房屋外观净空等。、
外包钢加固法即在框架结构柱四周以型钢以提高其承载力。又可分为干式和湿式两种。干式外包钢加固即将型钢直接外包于被加固构件四周,型钢于构件间无任何连接,或虽塞填水泥砂浆但仍不能满足结合面剪力传递要求。以乳胶水泥或环氧树脂化学灌浆等方法粘贴型钢时,称为湿式外包钢加固。此种加固方法优点是可大幅度提高柱承载能力,施工简便,工期短。但外包钢必须进行防腐处理,防止高温环境,以提高其耐久性。
近年来,土木工程领域出现了各式各样的新型材料,如各种高强度混凝土,纤维增强材料等。其中碳纤维布由于其强度高、重量轻、耐腐蚀、耐久性好等诸多优点,在混凝土结构补强加固领域的应用发展尤为迅速。碳纤维加固法是指用碳纤维布配套用胶将碳纤维布粘贴于混凝土构件表面的补强方法。碳纤维布加固钢筋混凝土框架结构柱具有如下很多的优点:适用面广;高强高效;具有极佳的耐腐蚀性、抗渗性及耐久性能;抗疲劳性能和减震性能好;施工便捷、质量易于保证等。当然,此种方法的理论研究目前还不是很成熟,但无疑具有较为广阔的应用前景。
3大截面柱加固工程实例分析
下面我们通过一工程实例,来对框架结构钢筋混凝土大截面柱的加固方法进行对比分析。某钢筋混凝土框架结构住宅楼,开始拟建15层,设计施工亦照此进行。后欲加建两层,改为17层,因而需采取牟宗加固措施来提高结构的承载能力。本文主要介绍一层柱的加固,一层柱高3.8米,700*600mm矩形截面,受力纵筋为20根直径为25mm的钢筋,箍筋采用间距为100mm直径为10mm的钢筋,混凝土强度等级为C30.
考虑本工程的实际情况,由于此楼一层为门面房,故改变结构传力途径加固法、加大截面加固法这类影响房屋净空及外观的方法就不太实用。考虑到新旧两部分共同工作的因素,本工程采用预应力撑杆加固法
由L0/b=6.3,查表可得: =1,则原柱承载力N0为【5】:
(1)
加层后,设计荷载N共为10576KN,则需由撑杆承受的受压承载力N2为:
(2)
则角钢截面积计算为:
(3)
选择4L110 8,其截面积为 =6896mm2。实际提高值为:
(4)
另外,选用轴心间距为200mm宽为60mm厚为6mm的缀板,经验符合要求[6].采用横向张拉,预压应力控制值确定为80Mpa。
施工时为了保证上述压应力控制值,在进行横向张力的同时对型钢撑杆的应变进行实时观测,至应变如下数值时结束张拉:
(5)
按照上述加固方案进行施工,基本不影响结构的净空及外观,且施工不简洁,不要求停工,还可以使新旧部分能较好地共同工作,可其不失为此类工程加固的一种较为实用的方法。
但是,我们可以看到,对于此类工程这样的大截面柱,加固前柱的设计荷载就比较大,而采用预应力撑杆加固法加固的幅度相对来说就显得较低,撑杆的承载力与整个加固后的柱子承载力之比为1303/(1303+9343)=0.12。各种研究和实验表明,混凝土的力学性能与所处的应力状态相关,对静水压力较为敏感,在两向或三向受压作用下强度和延伸性有大幅度提高,可考虑减小缀板间距,处理好原柱于缀板间局部剪力传递,发挥缀板约束混凝土横向变形的作用。可根据《混凝土结构设计》(GBJ10-89)中如下公式进行计算:
(6)
其中, 为混凝土轴心抗压强度,Acor为柱的核心截面面积, 为所配纵筋强度, 为所配纵筋截面面积, 为间接钢筋的截面面积,Asso为间接钢筋的换算截面面积,由下式计算:
(7)
其中,dcor为柱的核心直径,Assl为单根间接钢筋的截面面积,s为沿柱轴线方向间接钢筋的间距。
另外,可根据建筑使用要求,缠绕钢丝网,分层抹灰高强度水泥砂浆。这样不但利用了撑杆直接承受轴向力,而且挖掘了撑杆结构约束混凝土柱横向变形能力,充分利用了加固材料的作用。钢丝网筒壳即可解决撑杆防锈蚀和防火的问题,又能起到箍紧混凝土柱子的作用。通过约束混凝土柱横向变形,提高了核芯混凝土的受压强度,充分发挥了原有大截面框架柱混凝土的轴心抗压强度,这样可以增加柱的受压承载能力二到三 倍。这是预应力撑杆结构法的改进,也是其应用在大截面框架柱中优于其混凝土框架柱加固设计图他加固方法的地方。
但是,预应力撑杆加固法容易导致预应力受损,且较难控制撑杆的预应力值,易使被加固构件的上端产生应力集中而出现局部破坏。通常为防止钢材因环境潮湿而腐蚀导致承载力下降的问题,还要进行定期的维护,从而加大了加固的费用。
前面提到,适用碳纤维布加固有许多独特的优点,在约束混凝土方面也能够收到很好的效果。碳纤维布加固加固钢筋混凝土柱的原理是用粘贴剂把碳纤维布粘贴在柱构件的表面,约束混凝土的横向变形,从而达到对柱构件补强加固及改善构件受力性能的目的,其受力机理累死螺旋箍筋混凝土与钢管混凝土等约束混凝土。螺旋箍筋混凝土和钢管混凝土的受力特点、破坏过程及计算公式等的研究已经较为成熟,而碳纤维布加固钢筋混凝土柱在正截面受荷载时的力、变形与约束混凝土的情况是一致的,可以引用已有的约束混凝土的分析方法来讨论碳纤维布对钢筋混凝土柱的约束作用。而且粘贴碳纤维布加固法除了具有预应力撑杆加固法的各种优点外,还可避免预应力撑杆加固法的前述弊端,无疑是框架机构钢筋混凝土大截面柱加固的一种很有应用前景的方法。
碳纤维布就柱承载力的初步计算可找下式进行:
(8)
其中, 为含有纤维特征,为反映碳纤维相对用量的一个与箍筋特征值相似的无量纲量, , 为碳纤维布与约束混凝土的体积比, 为实测混凝土立方体强度, 为碳纤维的折剪抗拉强度, =2 /3其中2/3为考虑到约束混凝土在达到极限强度时,实测碳纤维布的应变仅为其极限应变的2/3左右而引入的折剪系数。 为柱的稳定系数, 、Ac分别为混凝土的抗压强度设计值及柱的截面积, 、 分别为钢筋的抗压强度设计值及所配纵筋的面积。
当然,粘贴纤维布加固方法还只是一种新兴的尚不成熟的加固方式,其受力原理,尤其是界面的受力情况研究还不是很完善。另外,一定要采取足够的锚固措施,防止碳纤维布与混凝土的粘贴面发生剥离破坏,只有这样,才能高中碳纤维布加固能取得预期的效果【7】
4结语
本文结合工程实例,针对框架结构钢筋混凝土大截面柱,对传统的常用的结构加固方法进行了分析对比,指出了各种加固方法的优缺点及适用情况,为今后此类结构柱的加固提供了参考。此外,本文还介绍了碳纤维布这种新型高强高效材料,对框架结构钢筋混凝土大截面柱进行补强加固这种应用前景十分广阔的新型加固方法,为工程加固设计提供了新的思路。
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钢筋混凝土柱的工程加固方案设计及施工工艺(请附上工程的真实照片 和所做工作每一道程序的照片)好的我会
一、工程概况:
1 工程名称:。。。。。。。。
2工程加固说明:
本工程包括植筋、柱包钢压力注胶、钢结构支撑梁、混凝土墙体拆除。根据现场图纸设计要求以及现行《混凝土结构加固技术规范》和《后锚固技术规程》,特拟定以下具体施工方案:
二、植筋施工方案
工艺流程:打孔→清孔→钢筋处理→配胶→钢筋植入→养护。
1施工必须在-10℃以上环境下施工,施工使用温度环境低于-10℃时,应采用升温处理措施。
2其它施工前安全注意事项:
2.1施工前须检查设备运转是否正常,电线有无破损、漏电现象。
2.2高空作业时以搭设脚手架并系好安全带。
3定位
3.1按设计要求标示植筋钻孔位置、型号,如果基材上存在受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均宜植在箍筋内侧(对梁、柱)或部分布筋内侧(对板、剪力墙)。
3.2该工序所用主要工具:卷尺、墨斗、铅笔。
4、钻孔
4.1 钻孔宜采用冲击电锤成孔,如遇不可切断钢筋应调孔位置避开,对于固立特高效植筋胶,钻孔直径d+4~8mm,锚固长度15d,均能保证所植钢筋达到屈服。
4.2钻孔孔壁潮湿,有水对锚固力没有影响。
4.3该工序所用主要工具:电锤、水钻或风镐。
附表:
螺纹钢筋直径
(mm) 钻孔直径
(mm) 锚固长度
(mm) 24h后拉拔力
(KN)
10 14 150 26.50
12 16 180 38.50
14 18 210 52.20
16 20 240 61.80
18 22 270 86.30
20 25 300 106.20
22 28 330 127.80
25 30 375 166.40
5清孔
5.1钻孔完毕,孔内粉尘用压缩空气将孔内粉屑吹出,然后用毛刷将孔壁刷净然后检查孔深、孔径,合格后将孔口临时封闭。
5.2该工序所用主要工具:清孔风机、毛刷、卷尺。
6钢筋除锈
6.1钢筋锚固长度范围的铁锈应清除干净。
6.2该工序所用主要工具:角磨机、钢丝轮片。
7植筋
7.1将浸泡好的植筋胶放入孔内,也可用细钢筋配合往孔内送胶。锚固胶填充量已插入钢筋后有少量剂溢出为宜,钢筋可采用旋转或手锤击打方式入孔。该植筋锚固胶不流淌,水平孔、倒垂孔也可方便快捷植筋。
7.2该工序所用主要工具:手套、手锤。
8固化、养护
固立特植筋在常温、低温下均可良好固化,若固化温度20℃左右,24小时即可负载使用;若固化温度在0℃左右,48小时可负载使用;植筋后4小时内不得扰动钢筋,若有较大扰动宜重新植筋。
9检验
9.1固立特植筋胶力学性能极佳,正常操作即可达到钢筋设计值而锚固端无损。检验一般采用千斤顶、锚具、反力架系统做拉拔试验。
9.2该工序所用主要工具:千斤顶、锚具、反力架、压力表。
9.3检验标准:以国家承认工程检测中心检测数据为工程施工质量依据。
三、外包型钢加固(压力注胶)
施工工艺: 表面处理→安装→预埋胶管→封边→配胶→加压→固化检测→防腐处理
1施工准备施工前应认真阅读设计施工图,必须要将结构面清理干净,按设计图纸,在混凝土粘钢位置测放打磨控制线,待打磨工作完成后补加粘钢位置线。
2砼表面打磨打磨掉混凝土浮层,直至完全露出坚实新结构面,混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以剔除,用指定材料修补,裂缝部位应首先进行封闭处理。
3钢材表面打磨钢材粘接面,须进行除锈和粗糙处理。用砂轮磨光机打掉腐蚀层。打磨粗糙度越大越好,其后擦拭干净。
4组装焊接根据图纸或洽商要求结合现场实际情况对钢材进行组装焊接,角钢与原结构柱尽量贴紧,竖向基本顺直,如原结构柱出现较大偏差,应进行顺直处理,箍板与角钢搭接部位需焊接,焊缝应符合设计及《建筑钢结构焊接规程》要求。
5埋管注胶
5.1焊缝检验合格后,用环氧砂浆沿钢材边缘封严,结合现场实际情况确定埋管位置及间距。如不埋管,可在角钢和箍板上钻φ6注胶孔,孔间距不大于500mm。
5.2严格按结构胶说明书提供的配比配制,搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不宜过多,以40~50分钟用完为宜。
5.3用气泵和注胶罐进行注胶,注胶时竖向按从下向上的顺序,水平方向按同一方向的顺序,注胶时待下一注胶管(孔)溢出胶为止,依次注胶,直至所有注胶管(孔)均注完。最后一个注胶管(孔)用于出气孔,可不注胶,注胶结束后清理残留结构胶。
6竣工验收结构胶固化后用小锤轻轻敲击钢材表面,从音响判断粘接效果,如有个别空洞声,表明局部不密实,须再次高压注胶方法补实。
四、墙体拆除及钢结构梁承托
1墙体拆除前应对上部分保留墙体进行卸荷支撑处理,然后在高于扶梯洞口相应的位置沿墙体凿出高度500mm,宽度与墙体等宽的空口(置放支撑钢梁)。
2确定钢梁两端的支点,采用植筋工艺固定牛腿埋件与钢梁焊接,其标准应符合《钢结构工程施工技术规范》,钢梁置放完毕后,梁顶与墙体之间的缝隙用环氧砂浆进行填补。钢梁表面涂刷防锈漆。
3测定出需拆除轻体的位置,做好安全防护,采用水钻切割或风镐剔除,做到不破坏其它原结构。
五、安全技术措施
1参加施工人员必须经安全教育培训方可进入施工现场,必须遵守《安规》,遵守公司关于《现场文明施工管理规定》的有关内容;
2开工前技术人员必须进行技术交底,使施工人员了解施工内容、方案和安全注意事项,明确各工种岗位职责,并在施工中严格执行;专职安全员进行安全监督;
3施工区域内拉好围栏,与施工无关的人员不得进入施工现场;进入现场的人员必须正确佩戴防护用品;
4施工作业环境保持整洁卫生,减少环境污染和职业危害;
5对参加本项目施工人员进行安全文明施工教育培训,杜绝野蛮施工。
建筑结构加固知识,工程人再不懂就没饭碗了
城市建设日趋饱和
设计和施工会逐渐转向加固行业
土木人不懂加固就没饭碗了
故保标招标小编编写此篇全系加固总结
零基础学习加固技术
一、加固纵览
加固类型
房屋结构加固工程加固类型
对于房屋结构加固工程,可分为 房屋结构整体抗震加固(即体系加固)和 构件加固。体系加固是针对房屋结构整体抗震性能不足现行抗震鉴定标准而进行的加固;构件加固是针对局部构件承载力不足而进行的局部构件的加固。
加固原则
既有建筑抗震加固的设计原则应符合下列要求:
1、加固方案应根据抗震鉴定结果经综合分析后确定,分别采用房屋整体加固、区段加固或构件加固,加强整体性、改善构件的受力状况、提高综合抗震能力;
2、加固或新增构件的布置,应消除或减少不利因素,防止局部加强导致结构刚度或强度突变;
3、新增构件与原有构件之间应有可靠连接;新增的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础;
4、加固所用材料类型与原结构相同时,其强度等级不应低于原结构材料的实际强度等级;
5、加固设计应注重节点连接构造设计。
加固内容及方法
体系加固
砌体结构加固
对可靠性不足或业主要求提高可靠度的砌体结构及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计规范及业主要求的安全性、耐久性和适用性。
抗震承载力不满足时,宜采用的加固方法
1)拆砌或增设抗震墙
2)修补和灌浆
3)面层或板墙加固
4)外加柱加固
5)包角或镶边加固
6)支撑或支架加固
整体性不满足时,宜采用的加固方法
1)当墙体布置在平面内不闭合时,可增设墙段或在开口处增设现浇钢筋混凝土框形成闭合。
2)当纵横强连接较差时,可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱和外加圈梁等加固。
3)楼、屋盖构件支撑长度不满足要求时,可增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等的措施;对腐蚀变质的构件应更换;对无下弦的人字屋架应增设下弦拉杆。
4)当构造柱或芯柱设置不符合鉴定要求时,应增设外加柱;当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在墙体交接处增设互相可靠拉结的配筋加强带时,可不另设构造柱。
5)当圈梁设置不符合鉴定要求时,应增设圈梁;外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土,内墙圈梁可用钢拉杆或在进深端加锚杆代替;当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在上下两端增设配筋加强带时,可不另设圈梁。
6)当预制楼、屋不满足抗震鉴定要求时,可增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖。
薄弱易倒部位,宜采用的加固方法
1)窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时,可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等方法加固。
2)支撑大梁等的墙段抗震能力不满足要求时,可增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙等方法加固。
3)支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时,宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱加固。
4)隔墙无拉结或拉结不牢,可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固;当隔墙过长,过高时,可采用钢筋网砂浆面层进行加固。
5)出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不符合鉴定要求时,可采用面层或外加柱加固,其上部应与屋盖构件有可靠连接,下部应与主体结构的加固措施相连。
6)出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超过规定的高度时,宜拆除、降低高度或采用型钢、钢拉杆加固。
7)悬挑构件的锚固长度不满足要求时,可加拉杆或采取减少悬挑长度的措施。
钢筋混凝土结构加固
钢筋混凝土房屋结构体系和抗震承载力不满足要求时,宜采用以下加固方法:
1)单向框架应加固,或改为双向框架,或采取加强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施。
2)单跨框架不符合鉴定要求时,应在大于框架-抗震墙结构的抗震墙最大间距且不大于24m的间距内增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件或将对应轴线的单跨框架改为多跨框架。
3)框架梁柱配筋或承载力不符合鉴定要求时,可采用外包型钢、增大截面法、粘钢板或粘碳布等加固方法进行加固。
4)框架柱轴压比不符合鉴定要求时,可采用增大截面法进行加固。
5)房屋刚度较弱、明显不均匀或有明显的扭转效应时,可赠送钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固,也可设置支撑加固。
6)钢筋混凝土抗震墙配筋不符合鉴定要求时,可加厚原有墙体或增设端柱、墙体等。
7)楼梯构件不符合鉴定要求时,可采用粘贴钢板、碳布或增大截面法进行加固。
构件加固
基础加固
加大基础底面积
适用范围:加大基础底面积法适用于当现有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时的加固。
基础加大底面积示意图
构造要求:
a、当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当承受中心受压时,可采用对称加宽;
b、在灌注混凝土前应将原基础凿毛和刷洗干净后,铺一层高强度等级水泥浆或涂刷混凝土界面剂,以增加新老混凝土基础的粘结力;
c、加宽部分的主筋应与原基础内主筋采用焊接方式进行拉结,并设置梅花布置的拉结筋(如抗剪需要该筋需根据计算确定)。
加深基础法
适用范围:加深基础法适用于地基浅层有较好的土层可作为持力层且地下水位较低的情况。该方法即将原基础埋置深度加深,使基础支承在较好的持力层上,以满足设计对地基承载力和变形的要求。
构造要求:
a、采用加深基础法加固既有房屋基础时需分批、分段、间隔进行。间隔开挖长度约1.2m左右,宽度约0.9m的竖坑;
b、基础下的竖坑应采用现浇混凝土灌注,并在距原基础底面80mm处停止灌注,待养护一天后再掺入膨胀剂和速凝剂的干稠水泥砂浆填入基底空隙,确保密实。
锚杆静压桩
适用范围:锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土和人工填土等地基土。
锚杆静压桩工作原理示意图
原基础构造要求: 原基础承台除应满足有关承载力要求外,尚应符合下列规定:
承台周边至边桩的净距离不宜小于200mm; 原基础压桩孔部位作为承台的基础厚度不宜小于350mm,否则应采取附加封桩锚固措施; 桩顶嵌入承台内长度应为50~100mm; 压桩孔内应采用C30微膨胀早强混凝土浇筑密实。
桩身混凝土强度等级不应低于C30; 当原基础厚度小于350mm时,封桩孔应用2φ16钢筋交叉焊接与锚杆上,并应在浇筑压桩孔混凝土的同时,在桩孔顶面以上浇筑桩帽,厚度不得小于150mm。
桩身构造要求:
桩身材料可采用钢筋混凝土或钢材; 对钢筋混凝土桩宜采用方形,桩的边长宜为200~300mm; 桩身混凝土强度等级不应低于C30; 桩内主筋应按计算确定。
当方桩截面边长为200mm时,配筋不宜少于4φ10;当边长为250mm时,配筋不宜少于4φ12;当边长为300mm时,配筋不宜少于4φ16; 每节桩长宜为1.0~2.5m,桩节之间应有可靠连接,应采用焊接连接。
锚杆构造要求: 锚杆可采用光面直杆镦粗螺栓或焊箍螺栓,并应符合下列要求:
当压桩力小于400kN时,可采用M24锚杆;当压桩力为400~500kN时,可采用M27锚杆; 锚杆螺栓的锚固深度可采用10~12倍螺栓直径,并不应小于300mm,锚杆露出承台顶面长度应满足压桩机具要求,一般不应小于120mm; 锚杆与压桩孔、周围结构及承台边缘的距离不应小于200mm。
砖墙加固
钢筋网水泥砂浆面层加固法
适用范围:钢筋网水泥砂浆面层加固,是在面层砂浆中配设一道钢筋网或钢板网或焊接钢丝网,达到提高墙体承载力和延性的一种加固方法。其优点是出平面抗弯刚度有较大幅度提高,平面内抗剪强度和延性提高较多,抗塔抗裂性有较大幅度改善,该方法适用于静力加固和中高烈度的抗震加固。
钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙示意图
构造要求: 当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当承受中心受压时,可采用对称加宽; 在灌注混凝土前应将原基础凿毛和刷洗干净后,铺一层高强度等级水泥浆或涂刷混凝土界面剂,以增加新老混凝土基础的粘结力; 加宽部分的主筋应与原基础内主筋采用焊接方式进行拉结,并设置梅花布置的拉结筋(如抗剪需要该筋需根据计算确定)。
二、砼柱加固方法及注意事项
方法适用情形
具体加固方法
1
增大截面加固法
适用范围
增大截面加固法,即通过增加原构件的受力钢筋,同时在外侧重新浇筑混凝土以增大构件的截面尺寸,来达到提高承载力的目的。其优点是可以同时增大构件的刚度、承载力和变形能力,部分情况下也可以加强连接的可靠性;其缺点是湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间较多等。增大截面加固混凝土柱示意下图所示。
增大截面加固法加固砼柱示意图
构造要求
a、构件混凝土强度等级不应低于C13;
b、新增部分,可采用现浇混凝土、自密实混凝土或喷射混凝土浇筑而成。也可采用掺有细石混凝土的水泥基灌浆料灌注而成。
c、新增混凝土厚度要求:人工浇筑:≥60mm;喷射:≥50mm。
d、采用增大截面加固法时,原构件混凝土表面应经处理,设计文件应对截面处理方法和质量提出要求。一般情况下,除混凝土表面应予打毛外,尚应采取涂刷结构界面胶、种植剪切销钉或增设剪力键等措施。
e、柱的受力钢筋直径不应小于14mm,加锚式箍筋直径不应小于8mm;U形箍直径应与原箍筋直径相同;分布筋直径不应小于6mm。
经验之谈
a、四边增大截面加固混凝土柱,务必确保新增箍筋封闭。
b、当采用单边、两边或三边增大截面加固混凝土柱时,新增箍筋无法封闭的情况下,可采用新增箍筋与原有箍筋焊接的形式实现封闭效果。
2
外包型钢加固法
适用范围
外包型钢加固法,按其与原结构连接方式分为外粘型钢加固法和无粘结外包型钢加固法;均适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱加固。外包型钢加固混凝土柱示意如下图所示。
外包型钢加固法加固砼柱示意图
构造要求
a、加固角钢不应小于L75×5;
b、扁钢箍板或缀板不应小于40mm×4mm,其间距不应大于20r(r为单根角钢截面的最小回转半径),且不应大于500mm;在节点区,其间距应适当加密。
c、外包角钢两端应有可靠的连接和锚固,角钢下端应锚固于基础,中间应穿过各层楼板,上端应伸至加固层的上一层楼板底或屋面板底。
d、外包型钢加固柱时,应将原构件截面的棱角打磨成半径r大于等于7mm的圆角。外粘型钢的注胶应在型钢构架焊接完成后进行。
e、外粘型钢的胶缝厚度宜控制在3mm~5mm;局部允许有长度不大于300mm、厚度不大于8mm的胶缝,但不得出现在角钢端部600mm范围内。
经验之谈
a、新增角钢沿柱高必须全部贯通,如角钢遇楼层梁无法通过时,可通过采用等代钢筋穿过楼板与上下楼层加固角钢焊接;
b、在梁柱节点位置,扁钢无法穿过混凝土梁时,亦可采用等代钢筋穿过混凝土梁与左右两侧加固角钢焊接的形式进行加强锚固;
c、对于底层柱加固,加固角钢端部必须锚固于原结构基础顶面,对于埋置在地基土内部分加固角钢,应浇筑混凝土围套进行防锈处理,如上图中3-3剖面图;
d、如有特殊要求时,混凝土柱采用外包型钢进行加固后,尚需进行防火处理,鉴于目前国家无相关规范要求,通常做法同钢结构防火做法,如涂刷薄型或厚型防火涂料。
3
粘贴碳布环向封闭箍加固法
适用范围
适用于需要提高截面抗剪承载能力和构件整体延性的钢筋混凝土柱加固。
构造要求
a、被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于C15,且混凝土表面的拉粘结强度不得低于1.5MPa;
b、粘贴在混凝土构件表面上的碳布纤维复合材,不得直接暴露于阳光或有害介质中,其表面应进行防护处理。
c、采用本方法加固的混凝土结构,其长期使用的环境温度不应高于60℃。
经验之谈
a、必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。
b、碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于10mm。
c、 碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检查,总有效粘结面积不应低于95%。
三、砼梁加固方法及注意事项
方法适用情形
具体加固方法
1
外粘碳布加固法
构造要求
a、构件混凝土强度等级不应低于C15;
b、正截面受弯承载力提高幅度不应超过40%;
c、纤维复合材料加固量:预成型板不宜超过2层;纤维布不宜超过4层。
经验之谈
a、粘贴延伸长度的问题。对于梁底受弯加固,碳布粘贴延伸长度不满足时,可采用附加锚固形式,如端部加强U型箍;对于梁支座受弯加固,当粘贴延伸长度不满足时,可采用钢板条+射钉的形式进行端部锚固。粘贴延伸长度的确定,可参见《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第10.2.5条。
b、粘碳布和粘钢板相遇问题。梁支座受弯加固,如处理另外一个方向采用粘钢板加固时,应碳布在下钢板在上。
c、防火问题。由于粘贴碳布加固,其材料包括粘结剂和碳布两种材料,其中粘结剂的使用环境温度不得高于60℃,故对于高温环境的混凝土结构采用该方法进行加固时,应采取相应的防护措施。目前国家无相关规范要求,通常做法为采用水泥砂浆抹面。
2
外粘碳布U型箍
构造要求
a、构件混凝土强度等级不应低于C15;
b、锚固U型箍宽度:端箍应≥梁底碳布宽度的2/3,且应≥200mm;中间箍应≥梁底碳布宽度的1/2,且应≥100mm。
c、抗剪加固U型箍: U型箍上端应设置纵向压条锚固,当梁高h≥600mm时,应在梁腰部增设一道纵向腰压条。
3
外粘钢板加固法
构造要求
a、构件混凝土强度等级不应低于C15;
b、正截面受弯承载力提高幅度不应超过40%;
c、粘贴钢板厚度要求:人工涂胶≤5mm;压力注胶≤10mm;
d、粘贴钢板加固量:受拉区≤3层;受压区≤2层;且钢板总厚度≤10mm。
经验之谈
同混凝土梁受弯加固外粘碳布。
4
外粘钢板U型箍
构造要求
a、构件混凝土强度等级不应低于C15;
b、锚固U型箍:端箍应≥梁底钢板宽度的2/3,且应≥80mm;中间箍应≥梁底钢板宽度的1/2,且应≥40mm;U型箍厚度应≥梁底钢板厚度的1/2,且应≥4mm;
c、抗剪加固U型箍: U型箍上端应设置纵向压条锚固,当梁高h≥600mm时,应在梁腰部增设一道纵向腰压条。
5
外粘型钢
构造要求
a、角钢厚度应≥5mm,角钢边应≥50mm;
b、缀板截面 应≥40mmx4mm,其间距用≥20r(r为单根角钢截面的最小回转半径),且应≤500mm。
经验之谈
a、加固方案选择问题。由于该加固方法需将所有扁钢箍穿过原楼板,该做法对原楼板损伤太大,故一般不建议采用该加固方法。如确实需要采用该方法,可采用钢筋代替扁钢箍,减少对原楼板的破坏。
b、防火问题同混凝土柱采用外粘型钢加固,可参见砼柱加固。
四、常用加固材料技术要求
1
混凝土
1、结构加固用的混凝土,其强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于C20级;其性能和质量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
2、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.1条。
2
钢材及焊接材料
《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.2条
3
纤维和纤维复合材
1、纤维复合材的纤维必须为连续纤维,其品种和质量应符合下列规定:
(1)承重结构加固用的碳纤维,应选用聚丙烯腈基不大于15K的小丝束纤维
(2)承重结构加固工程,严禁采用预浸法生产的纤维织物。
(3)纤维复合材抗拉强度应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.3条要求。
2、其他参见《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.1条。
4
结构加固用胶粘剂
1、承重结构用的胶粘剂,宜按其基本性能分为A级胶和B级胶;对重要结构、悬挑构件、承受动力作用的结构、构件,应采用A级胶;对一般结构可采用A级胶或B级胶。
2、承重结构用的胶粘剂,必须进行粘结抗剪强度检验。检验时,其粘结抗剪强度标准值,应根据置信水平为0.90、保证率为95%的要求确定
3、承重结构加固工程中严禁使用不饱和聚酯树脂和醇酸树脂作为胶粘剂。
4、其他参见《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.4条。
五、体系抗震加固验算
多层砌体房屋抗震加固
多层砌体房屋抗震加固整体验算,可采用加固后的综合抗震能力指数作为衡量多层砌体房屋抗震能力的指标,也可按设计规定方法对加固后的墙段用截面受剪承载力进行验算。
1
综合抗震能力指数法
加固后的楼层和墙段的综合抗震能力指数,应按下列公式验算:
公式中参数含义参见《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009第5.1.4条。(PS:规范请在公众号内回复“加固规范”获取)
与鉴定不同的是,要按不同的加固方法考虑相应的加固增强系数,并按加固后的情况取体系影响系数ψ1和局部影响系数ψ2。
1、墙段加固的增强系数对A、B类砌体房屋均相同,对面层加固,根据原墙体的厚度和砂浆强度等级、加固面层的厚度和钢筋网等,取1.1~3.1;对板墙加固,根据原墙体的砂浆强度等级,取1.8~2.5;对外加柱加固,当鉴定不要求构造柱时,根据外加柱和洞口情况,取1.1~1.3。
2、构造影响系数对A、B类砌体房屋略有不同,主要表现在构造柱的影响系数上:
a、增设抗震墙厚后,若横墙间距小于鉴定标准对港欣楼盖的规定值,取ψ1=1.0;
b、鉴定不要求有构造柱时,增设外加柱和拉杆、圈梁后,整体性连接的系数(楼屋盖支撑长度、圈梁布置和构造等)取ψ1=1.0;鉴定要求构构造柱时,增设的构造柱需满足鉴定要求,相应的影响系数材能取ψ1=1.0;
c、采用面层、板墙加固或增设窗框、外加柱的窗间墙,其局部尺寸的影响系数取ψ2=1.0;
d、采用面层、板墙加固或增设支柱后,大梁支撑长度的影响系数取ψ2=1.0。
2
受剪承载力验算法
墙体加固后,按现行的规定:对墙体房屋,可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行抗震承载力验算时,截面抗震受剪承载力可按下列公司验算:
不计入构造影响时: V≤ηVRo
计入构造影响时: V≤ηψ1ψ2VRo
公式中参数含义参见《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009第5.1.5条。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震加固
钢筋混凝土房屋抗震加固时,应根据房屋的实际情况选择加固方案,分别采用主要提高结构构件抗震承载力、主要增强结构变形能力或改变框架结构体系的方案。加固后房屋的抗震验算,可采用与抗震鉴定同样的建行方法。混凝土结构综合抗震能力应按加固后的结构状况,确定其地震作用、楼层屈服强度系数、体系影响系数和局部影响系数的取值。
1
A类房屋
A类钢筋混凝土房屋采用平面结构的楼层综合抗震能力指数进行二级鉴定时,体系影响系数和局部影响系数应符合以下要求。
1、体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比等符合第一级鉴定要求的程度和部位,按下列情况确定:
a、当上述各项构造均符合现行上海市标准《建筑抗震设计规程》DGJ08-9的规定时,可取1.4
b、当各项构造均符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.3节B类建筑的规定时,可取1.25;
c、当各项构造均符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.2.1~第6.2.7的规定时,可取1.0;
d、当各项构造均符合非抗震设计规定时,可取0.8;
e、当结构受损或发生倾斜但已修复纠正,上述数值尚宜乘以0.8~1.0。
2、局部影响系数可根据局部构造不符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.2节抗震措施要求的程度,采用下列三项系数选定后的最小值:
a、与承重砌体结构相连的框架,可取0.8~0.95;
b、填充墙等与框架的连接不符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.2节抗震措施要求时,取0.7~0.95;
c、抗震墙之间楼盖、屋盖长宽比超过《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.2.1条第4款的规定时,可按超过的程度,取0.6~0.9。
4
B类房屋
B类钢筋混凝土房屋的体系影响系数,可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比、墙体边缘构件等符合鉴定要求的程度和部位,按下列情况确定:
a、当上述各项构造均符合现行上海市标准《建筑抗震设计规程》DGJ08-9的规定时,可取1.4;
b、当各项构造均符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.3.1~第6.3.9条的规定时,可取1.0;
c、当各项构造均符合《现有建筑抗震鉴定与加固规程》DGJ08-81-2015第6.2节A类房屋鉴定的规定时,可取0.8;
d、当结构受损或发生倾斜但已修复纠正,上述数值尚宜乘以0.8~1.0。
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