夹芯托梁在砖混结构改造工程中的应用.pdf

'四川建筑科学研究第38卷第2期116SichuanBuildingScience2012年4月夹芯托梁在砖混结构改造工程中的应用姚建国，张径伟，朱旦育，李世鸣(中国矿业大学力建学院，江苏徐州221008)摘要：以夹芯托梁在某2层砖混结构改造工程中的应用为例，详细介绍了夹芯托梁技术在工程改造中的设计、施工、检测步骤等，并指出了使用该技术需要注意的事项，为其它类似改造工程提供了借鉴。关键词：夹芯托梁；砖混结构；改造；加固中图分类号：TU223文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)02—116—041工程概况，o。34o0●_●——某水泥公司的中心化验室为层高3．9ITI的2层GZI砖混结构，建于20世纪7O年代。该楼承重墙墙厚型砂室；沸煮细度室240mm，采用机制烧结砖MU7．5，M5砂浆砌筑。楼Ll(250x50OGz1(25o×3()板采用120mm厚预制空心板，混凝土强度等级为300一liL。～C20。抗震烈度为7度。楼层无圈梁，屋面层设有Izs。圈梁。局部建筑平面如图1所示。ll／l——●_I1图2改造后一层局部结构平面型砂室箍土托梁；八八3)在墙体圈梁下方施工轻型钢桁架托梁；穹}；{_!马937250Vk／II4)在墙体圈梁上方施工托粱；5)在墙体圈梁下方施工型钢一混凝土托梁；6)在墙体两侧施工钢筋混凝土托梁。_——34003400340034003400由于本工程无楼层圈梁，故不宜采用前5种方117000l案。同时考虑到改造工程的安全经济性，且不影响或尽可能少影响临近各室以及2层的正常使用，故图l改造前局部建筑平面采用在墙体两侧施工钢筋混凝土托梁的夹芯梁托换因使用功能改变，需将一层型砂室与沸煮细度砖墙技术，先施工夹芯梁，后拆墙。然后通过设置扶室之间的承重墙拆除(轴线⑤)，合并两室，改造为壁柱，将改造后夹芯托梁支撑的荷载传至纵向基础大开间，如图2所示。上，原基础局部需加大截面。2加固方案2．2夹芯梁设计研究结果表明J，钢筋混凝土夹芯梁的极限承2．1加固方案的选择载力、变形以及钢筋、混凝土应变发展等与整体浇筑对于此类工程，通常采用托梁换墙加固技术，目的、同配筋率的简支钢筋}昆凝土梁相似。夹芯梁正前国内流行的主要有6种方法：截面受弯承载力以及斜截面抗剪承载力全部由钢筋1)在墙体圈梁下方有支撑施工钢筋混凝土托混凝土双托梁承担，加芯梁中的砖墙夹芯基本不参梁；与受力。因此，根据拆墙部位跨度以及承受的上部2)在墙体楼板圈梁下方无支撑施工钢筋混凝荷载，按照简支梁方式计算1根托梁的承载能力，取收稿日期：2010—10-08其2倍即为整根夹芯梁的承载能力。作者简介：姚建国(1985一)，男，江苏昆山人，硕士研究生，主要从事建筑物保护与加固研究。2．2．1夹芯梁、柱截面设计E—mail：yaopen2008@163．corn根据拆墙部位跨度以及承受的上部荷载，预取 姚建国，等：夹芯托梁在砖混结构改造工程中的应用l17夹芯梁截面为740mm×500mm，其中单根梁截面板、屋面板传来均布线荷载，按简支梁计算。荷载计为250mm×500mm；支撑夹芯柱截面为740mm×算结果见表1。考虑到支撑采用钢筋混凝土夹芯柱300／I"I／TI，其中单根柱截面为250／lqm×300mm，如图支撑，支座有嵌固作用，适当增加支座弯矩，荷载及2所示(图示L1为夹芯梁单根托梁，GZ1为夹芯柱配筋计算结果见表2。本工程中，原构件混凝土强单根支撑柱)。度等级为C20，加固夹芯梁混凝土强度等级采用2．2．2单根托梁承载能力及配筋计算C25。纵向受力钢筋及箍筋采用热轧钢筋HRB335本工程中，夹芯粱实际上承受上部墙体以及楼和HPB235。夹芯梁实际配筋截面如图3所示。表1荷载计算结果应的标准组合并考虑长期作用影响的刚度进行计算。经计算：最大挠度值为6．4mm，小于挠度限值：L／200(22．8mm)，故满足设计要求。2．3销键梁设计销键梁的作用主要为了保证夹芯梁中钢筋混凝土双梁协同工作，加强夹芯梁的整体性。销键梁截面设计应根据夹芯梁承受荷载、跨度、高度，夹芯砖墙厚度以及砖墙砖块模数等因素综合考虑。本工程图3夹芯梁剖面大样销键梁截面取200mm×200mm，长为740mm，间距为1rll，均布于夹芯梁底部，如图4所示。文献[8]在加芯梁施工过程中，需要将夹芯砖表面打毛指出，销键梁钢筋未发生屈服，因此可以根据现行规清理，以使得托梁与砖墙较好的结合成一整体。为范按照构造要求配筋，如图5，6所示。避免施工因素可能造成的混凝土托梁与夹芯砖粘结不良的缺陷，在夹芯砖墙底面设置30rnm×40mm的沟槽，设置水平分布筋和夹芯混凝土梁一同浇筑成整体。2．2．3夹芯梁正常使用极限状态验算夹芯梁在正常使用极限状态下应进行裂缝控制验算和受弯构件挠度验算。1)裂缝控制验算图4销键梁布置根据文献[8]，夹芯梁类似于钢筋}昆凝土梁，采用荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算出最大裂缝宽度⋯。本工程中，夹芯梁正截面的裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值∞=0．3mm。经计算：=0．26mm≤。i，符合设计要求。2)挠度验算文献[8]指出，夹芯梁与钢筋混凝土梁荷载一挠度曲线相似，因此，夹芯梁的挠度验算可以不考虑图5销键梁立面图6销键粱剖面砖墙的影响，而按照等效钢筋混凝土梁，采用荷载效 118四川建筑科学研究第38卷要勤振捣，特别是销键梁位置更要振捣密实。浇筑3施工顺序及要点到接近楼板底部时，采用稍干硬的混凝土，配合用钢根据施工现场实际情况，制定夹芯托梁加固工钎插捣密实。浇筑后，要勤洒水养护。待养护期满艺流程为：基础加固一凿洞开孔及界面处理(销键后拆模(图9，10)。梁洞、拉结筋洞)一钢筋绑扎及混凝土浇筑施工质量检测一墙体拆除。3．1基础加固原基础为毛石条形基础，改造后夹芯托梁支撑荷载通过扶壁柱传至纵向基础上，因此，原基础局部需加大截面。将地基开挖至原基础底面，浇筑lOOmm厚C20素混凝土垫层。原基础表面凿毛，清理灰缝，刷素水泥浆，绑扎钢筋，浇筑混凝土。改造图9夹芯梁及扶壁柱钢筋布置后立面如图7所示。l平ll『图10梁间连结钢筋布置图7基础立面3．4施工质量检测3．2凿洞开孔及界面处理由于采用夹芯托梁以及夹芯扶壁柱进行工程改扶壁柱夹墙(图8)，沿扶壁柱高度方向，每隔1造，夹芯墙体多处开孔挖洞。为了保证改造后结构的整体性和安全性，必须检测浇筑混凝土的密实度，m在墙上凿宽150mm、高150mm的孔洞，四角插并重点对销键梁位置采用超声波仪器进行检测。引2筋，形成销键连接，使得新增扶壁柱与墙体紧密贴合。钢筋混凝土夹芯梁夹墙的表面需凿毛，清理3．5墙体拆除墙体的拆除，必须在各构件混凝土强度达到设灰缝，灰缝深不小于10mm。夹芯梁接触楼板表面需凿毛。按图3所示采用冲击钻钻孑L以备插连结计要求后进行。拆除时应注意以下几点：筋，按图4所示沿托梁间隔轻凿销键梁孔洞。1)拆墙前，在需拆除的墙段上事先每隔1000mm开一道槽，以便在拆墙时减小对原有建筑的震动；2)拆墙时，应从中间向两端、从上向下拆；3)为避免托梁承受瞬间荷载，应控制拆墙速度，在拆墙过程中要随时监视上部砌体及托梁的状况。4结论图8扶壁柱剖面本工程采用夹芯托梁拆墙的方法，安全、可靠、3．3钢筋绑扎及混凝土浇筑简便地完成了改造项目，施工质量良好，达到了预期支好模板，绑扎钢筋，采用骨料粒径不超过6要求。通过本工程，可以得到如下几点结论：mm的细石混凝土，并适当添加减水剂，保证具有良1)在托梁拆墙加固设计中，需综合考虑抽墙改好的和易性和流动性，浇筑微膨胀混凝土。施工中造对结构整体性和相关构件的影响，并根据墙体位 2012No．2姚建国，等：夹芯托梁在砖?昆结构改造工程中的应用l19置来判断抽墙的可能性。科学研究，2005，31(5)：68-69．贺大勇．砖混结构改造中墙梁托换技术的新方法[J]．中外建2)为保证施工质量，需配制具有良好工作性的筑，2004(2)：189—190．细石混凝土，并在浇筑过程中勤振捣，特别是销键梁徐长雄．多层砖混建筑的托梁换墙改造[J]．冶金矿山设计与位置更要加强振捣。建设，1997，29(1)：3842．3)墙体拆除时要从中间往两边、从上至下分段程远兵，王三会．两种简易可行的墙砖托换梁[J]．四川建筑科拆除，拆除时尽量减小对原有建筑的震动。学研究，2oo5，31(4)：4447．王琦，刘敏雄．砖混结构中的托梁拆墙改造[J]．浙江建筑，4)墙体拆除过程中要注意观测，随时检查，如2001，104(1)：22-23．有异常情况，必须立即停工，采取相应的措施。金向前，等．砖砌体房屋抽墙加固方案[J]．建筑结构，2004，325)建筑投入使用后，应仍保持观测，如有异常(4)：52-53．情况，需停止使用，报相关部门并采取加固措施。甘宜山，林琳．砖混结构房屋改造中的拆墙换梁技术[J]．湘潭大学自然科学学报，2000，22(2)：96-98．参考文献：金涛．砖混结构夹芯托梁拆墙技术研究与工程应用[D]．徐[1]贾强．砖混结构建筑物墙体托换的加固设计[J]．四川建筑州：中国矿业大学，2007．1j1i1J(上接第1l2页)foreementwithoutstirrups[J]．CementandConcreteResearch，[11]KotsovosMD，PavlovicMN．UltimateLimit—stateDesignofCon—2004，34(8)：1331—1339．creteStructures：anewapproach[M]．London：ThomasTeIfbrd[18]KimW，WhiteRN．Initiationofshearcrackinginreinforcedcon—Ltd．，1999：56-68．cretebeamswithnowebreinforeement[J]．ACIStructuralJour-[12]王传志，滕智明．钢筋混凝土结构理论[M]．北京：中国建筑工hal，1991，88(3)：301-308．业出版社，1985：180—182．[19]孙彬．在役钢筋混凝土结构的性能退化与抗震性能评估[13]蓝宗建，梁书亭，孟少平．混凝土结构设计原理[M]．南京：东[D]．西安：西安建筑科技大学土木工程学院，2006．南大学出版社，2002：136．139．[2O]罗亭．锈蚀钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度计算及裂缝特[14]孙彬，牛狄涛，王庆霖．锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算征研究[D]．长沙：长沙理工大学土木与建筑学院，2008．方法[J]．土木工程学报，2008，41(11)：1-6．[21]HawkinsNM，LinIJ。JeangFL．LocalBondStrengthofConcrete[15]王小惠，刘西拉．基于粘结强度变化的锈蚀钢筋混凝土梁受弯forCyclicReversedLoadings[C]／／InternationalConferenceOil承载力的研究[J]．四川建筑科学研究，2006，35(5)：1-7．Bond，PaisleyInstituteofTechnology，Paisley，Scotland．1982．[16]张晓亮．局部无粘结钢筋混凝土梁抗弯性能分析研究[D]．上[22]赵羽习，金伟良．锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究[J]．海：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，2007．浙江大学学报：工学版，2002，36(4)：352-356．[17]WangXiaohui，“uXila．Modelingbondstrengthofcorrodedrein—'