谈既有砌体结构房屋抗强风加固
2018-01-17张荣兰
张 荣 兰
(盐城工学院土木工程学院,江苏 盐城 224001)
1 根据安全性检测鉴定,提出既有建筑物处理措施与建议
在既有结构安全性检测鉴定中,如果要求对损坏结构构件提出建议和处理措施时,就得分析结构承载力和调查检测具体情况,并且分析结构构件的损坏情况如裂缝、缺陷、变形等,此时就对既有结构提出原则性建议和处理措施。对既有结构所查出问题,根据其具体情况,采取措施有:拆除全部结构或者部分结构;减少构件及结构上荷载;临时支撑;更换和加固构件;停止使用结构构件。
对既有结构加固前,同类构件普查,确定需要加固构件范围和数量。既有结构加固设计和施工,除应遵循《既有建筑物结构安全性检测鉴定技术标准》外,还要符合国家结构设计规范、结构加固设计规范和结构施工验收规范等规定。
2 砌体结构抗强风加固准则
抗风结构以鉴定结论为依据,经设计人员综合分析采用方法加固。为房屋整体性加强,为综合抗风能力提高,为构件受力状况改善,整体加固房屋、区段加固或构件加固。为消除不利因素,为不会导致结构强度和刚度突变,房屋构件加固房屋构件,原有构件与新增构件得可靠连接;新增柱墙得设基础。新加固材料的强度等级要求应不小于原结构的。应按不同功能的损坏程度区别对待多层砌体结构的抗强风加固。抗强风性能不合格时,应以总体结构功能恢复为主,而不应强调必须恢复每个构件的功能。
3 砌体结构抗强风加固方法
既有建筑结构由于先天设计不足(风荷载估计不够、结构抗强风构造不合理)以及结构的老化、年久失修、龙卷风灾等原因,使得结构的抗强风能力不足,留下结构抗风安全隐患。我们对既有建筑物进行抗强风鉴定后,再从结构进行抗风计算与抗风构造面中找出既有结构的抗风缺陷,提出抗强风加固方案。我们从加强房屋整体性,提高砌体结构抗强风承载力,加固局部明显扭转效应和易倒易损部位等情况,分别选择不同的加固方法。
3.1 加强房屋整体性的方法
加强砌体房屋整体性方法有:增设圈梁;布置钢拉杆;增设构造柱;增设圈梁和构造柱以及钢拉杆综合方法;设托梁;增设现浇钢筋混凝土框;增设钢筋混凝土现浇层等方法。
增设圈梁加固不满足抗风抗震要求的圈梁。采用现浇圈梁加固外墙圈梁,可用钢拉杆圈梁或在进深梁端加锚杆代替内墙圈梁。增加构造柱加固布置不符合抗风抗震要求的构造柱。通过增加柱、增加圈梁、增设长锚杆、钢拉杆加固连接较差的纵横墙。增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等措施满足楼、屋盖梁支承长度不足。开口处增设现浇钢筋混凝土框或增设墙段形成平面内闭合的墙体。增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖以满足其抗风灾鉴定要求。
3.2 提高墙体抗强风承载力
提高墙体抗强风承载力方法有:增加构造柱;包角或镶边加固柱、墙角或门窗洞边;现浇钢筋混凝土套加固柱、墙垛;灌浆修补法;拆原承载力低墙增抗风墙;面层法加固一侧或两侧墙体等。
为加固墙体,墙体纵横墙交接处设构造柱。构造柱与圈梁可靠连接、构造柱与钢拉杆可靠连接以使结构形成整体。外加构造柱需设基础,应可靠连接现浇钢筋混凝土楼、屋盖。用型钢或钢筋混凝土包角或镶边加固柱、墙角或门窗洞边;现浇钢筋混凝土套加固柱、墙垛。采用压力灌浆修补已开裂的墙体,满墙灌浆加固砌筑砂浆饱满度差且砌筑砂浆强度等级偏低的墙体。拆除重砌强度过低原墙体,或增设抗风墙。钢绞线网—聚合物砂浆面层或现浇钢筋混凝土板墙、水泥砂浆面层、钢筋网砂浆面层加固墙体一侧或两侧。综合采用提高墙体承载力方法加固砌体房屋。
3.3 加固局部明显产生扭转效应的部位和易倒易损部位
为避免扭转效应,优先采用现浇钢筋混凝土墙或混凝土砌块配筋砌体或面层加固原墙方法加固薄弱部位。我们根据具体情况采用相应加固措施加固砌体局部易倒易损部位,如采用面层加固单侧两侧原墙法或增设钢筋混凝土窗框等方法加固太窄的承重窗间墙。
3.4 砌体房屋地基基础加固方法
既有砌体结构加固基础的主要方法有:基底底面积增大法、补桩加强法、加密注浆法、基础加深法等。最终选用哪种加固基础方法,得结合土质土层情况、施工情况、原有基础实际情况与现场情况等因素综合考虑。
4 砌体结构抗强风加固工程实例
4.1 工程概况
某工程为2层砖混结构,从建筑原始资料查看,已达不到现行规范的抗强风要求;为使用安全,应对该建筑物进行强风加固及部分墙体表面加固处理。
4.2 加固依据
砌体结构加固应根据现行规范包括GB 50010混凝土结构设计规范,GB 50292民用建筑可靠性鉴定标准,GB 50009建筑结构荷载规范,GB 50011建筑抗震设计规范,GB 50003砌体结构设计规范,GB 50007建筑地基基础设计规范,JGJ 116建筑抗震加固技术规程,GB 50367混凝土结构加固技术规范等。
4.3 主要结构材料
现浇构造柱基础、圈梁、构造柱及喷射的混凝土强度等级均为C25;钢筋强度等级HPB300(Φ),钢筋强度等级HRB335(Φ);钢筋网砂浆面层M10水泥砂浆。
对HPB300钢筋采用E43型焊条,对HRB335钢筋采用E50型焊条。
4.4 钢筋混凝土的一般构造
纵向受拉钢筋的最小锚固长度满足规范规定;光面钢筋两端必须加弯钩。新增柱与圈梁钢筋保护层厚度均为25 mm。
4.5 其他要求
图中圈梁顶标高与楼板底标高相同,在楼梯间处圈梁顶标高应与休息平台顶相同,两侧与新增构造柱连接。钢拉杆两端应锚入柱、圈梁及原墙体内,在混凝土内锚固时,应采用弯钩,其锚固长度不小于拉杆直径的35倍,张紧钢拉杆,所有外露部分得涂防锈漆。
为增强新旧混凝土间粘结,冲洗干净并清除表面原墙面、润湿原墙面,然后浇筑新混凝土构造柱和圈梁,应可靠锚固内设筋。应连续浇筑钢筋混凝土圈梁,施工缝不得留在距离横墙及距离钢拉杆1 m范围内,顶层的圈梁应做泛水。
如发现隐蔽工程部位出现质量问题或者出现严重缺陷时,应立即停工,请教设计单位一起采取措施解决问题后方可继续施工。施工时应采取可靠的安全措施避免不安全因素的发生。加固施工前,应做好施工组织设计,千方百计采取有效措施保证施工质量和安全施工。
4.6 工程设计图纸
图1为砖混结构加固平面图,图2为构造柱箍筋加密图,图3为基础加固及柱配筋图,图4为楼层处圈梁及圈梁与墙连接图,图5、图6分别为节点,详图。图1~图6中字母含义:a为混凝土销键,b为墙厚,c为钢拉杆,d为D25孔,内用1∶3水泥砂浆填实,e为原基础,f为C25细石混凝土填实,g为Φ12拉结钢筋,QL为圈梁,Z为构造柱。增设构造柱,圈梁和构造柱以及拉杆均有效形成整体,增加房屋整体性,使房屋具有效抗风抗震能力。加固后砌体房屋从结构整体性,结构承载能力以及结构局部的易扭转部位和易倒易塌部位等方面均具有抗风抗震能力。
5 结语
实践表明,每个加固工程包括砌体结构、受强风损坏砌体工程,需要经过结构安全鉴定、加固原则、加固措施、结构设计、加固施工、结构受荷投入使用的过程。加固后工程除经受荷载作用,还要经受住地震、洪水、台风等灾害作用。采取从设计、加固、施工等做到一备多防、节约资金、经济可行、多重防御的方案更显得弥足珍贵。
[1] GB 50292—2015,民用建筑可靠性鉴定标准[S].
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