某带转换高层加层中的加固方法
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某带转换高层加层中的加固方法
吕长浩曾庆璋
(机械工业第三设计研究院,重庆市400039)
嫡妻]近年来随着生产投资的不断加大,一些原有建筑物都已不能再适应观代的生产、生活和经营需要,因此将旧建筑物进行改建已成为必然的趋势。
p徽]结构加固;方法;注意事项
近年来随着生产投资的不断加大,一些原有建筑物都已不能再适应现代的生产、生活和经营需要,因此将旧建筑物进行改建已成为必然的趋势。
常见的比如:为扩大生产进行的旧厂房的改造;为增加经营面积和改变经营模式而进行的旧商场改造:为增加建筑物的使用寿命而进行的一些住宅、学校、办公楼的加固改造等。
1现行主要加固方法介绍
1.1加大截面加固法
当混凝土梁、板设计与实际承载力相差较大且其刚度也不满足要求时,采用加大截面来加固较为有效。
加大截面加固法在构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体受力问题。
在新1日结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力,其中关键是剪力和拉力。
加固结构在受力过程中,结合面会出现拉压弯剪等各种复杂应力,其中主要是拉力和剪力。
在弹性阶段,结合面的剪应力和反向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担:开裂后至极限状态,则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。
12包钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边。
分湿式和干式两种。
当外包型钢与混凝土闻以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结时称为湿式外包钢:当外包钢与混凝土问无粘结,或虽填有水泥砂浆,但仍不能确保接合面剪力有效传递时,称为干式外包钢加固。
13预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影口向并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。
特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,结构承载能力能够得到较大的提高。
1.4改变受力体系加固法
改变受力体系加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。
梁、板在跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅度地提高承载能力,并能减,J、和限制梁、板的挠曲变形。
2高层建筑结构中的加固方法
目前结构加固设计与施工以多层及低层建筑为主,《建筑抗震加固技术规程》(J G Jl l6—98)中对多层钢筋混凝土房屋的设计、加固方法及施工均有明确的条文,而对高层建筑结构加固设计与施工则尚未有具体规定,加上缺乏可供参照的丁程实例资料,因此只能参照多层钢筋混土设计方法进行高层建筑的加固。
2.1工程概况
本工程为商住综合楼,采用框支剪力墙结构,人工挖孔嵌岩灌注桩基础,六度设防,l类场地。
框支框架为二级,转换层以上三层短肢剪力墙为一级,其余短肢剪力墙为二级,落地剪力墙及底部加强区剪力墙抗震等级为二级,其余剪力墙抗震等级为三级。
该建筑原设计地下负三层,地上二十八层,地下三层为车库和超市,地上一至五层为大型商业,六层以上为住宅。
在转换层已经施工完成后甲方提出耍在之上增加两层住宅,因此地上变为三十层。
22现场检测情况
确定加固案前,对部分梁、柱、板的混凝土强度用回弹法和钻芯法进行了现场抽样检测,并结合业主提供的质检报告,发现梁、柱、
2009年5月f上板的混凝土强度都略高于设计值,故加固设计时混凝土强度采用原设计值,梁、板、柱的配筋型号、数量和级别按原旋工图确定。
9,23加固方案
加固计算分析以原施工图为准,并考虑目前使用功能布局的改变而进行计算分析,这是因为原设计在加层后,可能出现抗震验算不足的情况,相应不足的构件也需作加固处理。
加固计算分析的结果应是加固所要达到的目标,加固设计应按分析得到的内力进行计算:本次加固计算采用中国建研院的PK P M,SA n~E系歹0,计算中考虑了转换梁的二次受力。
根据加层前后计算结果的对比,综合采用了加大截面法(包括转换梁和剪力墙):粘钢,粘碳纤维进行抗弯、抗剪加固、植筋等多种手段以满足结构承载力的要求,并应调整构件截面,使各构件通过抗震验算要求。
梁、柱加固具体如下:
1)梁的加固设计。
通过计算发现,原主、次梁的正截面和梁端抗弯强度不足,有部分梁的抗剪强度不足,最后选择的加固方法为:抗弯强度不足的梁在梁底粘贴单层或双层碳纤维布,端部加3道U型箍:梁端抗弯不满足要求的主、次梁在梁顶面端部外伸1/3净跨粘贴5~7 m m厚钢板抗剪强度不足的主、次梁采用增设钢支托的方法加固,增设钢支托的具体尺寸根据承担的荷载大小来设计,增设的支托可通过减小梁的跨度来减少梁端、梁中的弯矩及剪力。
对于加大截面法,支座面的加固会影响使用效果,因此在梁正截面计算前对梁弯矩进行适当调幅,减小支座负弯矩和增大跨中正弯矩,故大部分只需去除保护层,仅个别受压区高度不足的梁需加大截面处理。
2)柱的主要问题是承载力不满足要求,为提高柱的承载力且尽量不减少使用面积,根据加固柱所承受荷载,分别采用湿式外包角钢和全包钢板两种方法。
由于角钢、钢板和缀板组成的钢构件对钢筋混凝土柱产生侧向约束,同时角钢和钢板直接承压,既提高了混凝土柱的承载力,也增加了柱的延性。
3)节点处理。
加固设计时如何保证梁柱节点符合设计要求是加固工程的关键,本工程梁柱配筋率较大,节点处梁筋和柱筋交汇密集,构造复杂,且节点受力也极为复杂。
根据节点处梁、柱的配筋和受力情况,采用植筋法来加固补强梁柱节点区域。
4)施工及注意事项。
增大截面法关键技术要点及注意事项如下将原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位,并将表面凿毛或打鹿勾槽,使新浇混凝土形成剪力键。
沟槽深度不宜1j、于6m m,间距不宜大于箍荔闻距或200m m,被包的混凝土棱角应打掉,同时应除去浮渣、尘土+将原构件混凝土表面冲洗干净,在浇筑新混凝土前涂覆高效混凝土界面剂如302混凝土界面剂:对原有和新增受力钢筋应进行除锈处理:在受力钢筋上施焊前应采取卸荷或支顶措施,并应逐根分区分层进行焊接,以尽量减少焊接热量对钢筋的影响。
3结语
混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索,特别是对于高层建筑来说,加固后结构的可靠度更值得探索。
随着建筑科学技术的不断进步,将有更多加固设计、施工方法可以选择,因此,设计人员应选择经济、合理又设计、施工方便的加固旋工方案以达到最佳的加固效果。
[参考文献I
[1】吕西林建筑结构加固设计【M】.北京:科学出版社,2001
[2]i邢占勇房屋建筑物加固技术概述01.山西建筑,20031。