钢筋混凝土结构改造加固设计探讨.pdf

'钢筋混凝土结构改造加固设计探讨程伟(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610041)摘要:分析了对既有钢筋混凝土结构进行改造加固的必要件拆除的措施准备。该项目由商业楼改为小学和幼儿园,由性,提出改造加固设计的基本原则。针对具体的钢筋混凝土于功能的改变,引起结构平面布置的变化,已有的部分梁、结构,详细地列出了结构改造加固设计的几个重要方面,包板、柱甚至基础要被拆除。拆除该框架结构建筑,优先按楼括改造前结构构件拆除、结构改造、上部结构加固,地基基础板、次梁、主梁、框架柱及基础的顺序进行拆除。混凝土结构加固等的具体设计。通过对本工程的设计研究,总结出钢筋的拆除应从上层往下层进行,采用静力切割工艺,严禁采用混凝土结构改造加固设计的基本思路,为其他类似工程提供风镐、重锤敲击等破坏性拆除工艺。在拆除方案中必须考虑了参考。结构的稳定性及安全性,有需要时,应提供临时支撑,保持整关键词:钢筋混凝土结构;改造;加固;设计原则体及局部的结构稳定。当结构需在拆除前进行加固时,必须中图分类号:TU375文献标志码:B先完成相关加固工作且加固构件达设计强度后,方可进行相文章编号:1672-4011(2017)03-0035-03关部分的拆除工作,确保结构的稳定及安全。DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2017．03．0183结构改造加固方式0前言此项目采用的改造加固方式大致有如下几种情况:①新2008年汶川地震以后,我国基础设施建设进入了非常繁增钢筋混凝土构件,一般采用化学植筋与原钢筋混凝土构件盛的时期,大量的建筑如雨后春笋般地出现。但是经过近十连接;②对已有的钢筋混凝土构件进行加固时,采用增大截年的发展,我国的建筑业即将进入漫长的寒冬时期,即新建面法或外包型钢法或粘贴钢板法。对于某一特定的构件,可的建筑相对减少,对既有的建筑改造加固增多。这与世界上综合采用以上几种方法进行加固。其他国家建筑业的发展是类似的,它们也是经过第一阶段的大规模新建,到第二阶段的新建与改造加固并重,再到第三4结构改造加固材料阶段大规模的改造加固。因此,在这样的形势下,非常有必该项目改造加固用的水泥的性能和质量应分别符合现要对既有的钢筋混凝土结构改造加固设计进行研究。本文行国家标准的规定,应采用收缩较小的水泥品种、减少水泥以位于成都市区的一个实际工程为依托研究了钢筋混凝土用量、加适量入减水剂,以减少混凝土收缩。结构的改造加固方法。该项目改造加固用的混凝土一般采用比原结构(C30)1改造加固设计的基本原则高一级的微膨胀混凝土(C35),其原因是改造用的混凝土浇位于成都市高新区的某项目,属于主体已经验收通过,筑施工条件较差,取芯做实验测得的强度较低。浇筑混凝土但是没有竣工的建筑物(处于缓建的状态)。其原设计和施困难时,一般采用细石混凝土或者喷射混凝土或二次灌浆工所依据的规范、规程及标准,与现行规范、规程及标准的可料。混凝土中粗骨料最大粒径不宜大于20mm,混凝土水胶靠度水平存在差别。对这种建筑结构进行改造加固设计,一比不宜大于0．4,坍落度以40~60mm为宜(一般商品混凝般情况下应按现行规范为依据对建筑结构进行改造加固设土坍落度100~200mm)。可以看出改造加固用的混凝土中计。这样的话,就要一方面对由改造引起的原结构性能减弱水的含量不高,这是为了防止混凝土产生收缩裂缝。或承载能力不足进行加固,另一方面还要对结构在现行的规该项目采用的钢筋符合现行国家标准三级钢,用于楼板范标准要求下的安全度不足进行加固。此项目,原设计为11加固的钢材采用Q235级钢材,用于梁和柱加固用的钢材采栋商业性质的多层钢筋混凝土结构,主体完工后因为各方面用Q345B级钢材(鉴于碳纤维加固的可靠性及耐久性,笔者的原因,甲方想改为小学和幼儿园。认为有待商榷,本项目均采用钢材加固)。按照以上改造加固原则,这11栋建筑的抗震设防分类5上部结构加固将由标准设防类升级为重点设防类,结构的安全等级将由二级升级为一级,相应地,计算时采用的参数按规范输入。5．1楼板的加固2改造前结构构件拆除主要有加大板厚法,增加支撑减少楼板跨度的加固法,外部粘贴钢板加固法,粘贴碳纤维布加固法。在该项目中主改造加固设计,作为设计者不能仅仅只考虑设计,还应要使用了增加支撑法和外部粘贴钢板加固法。增加支撑减首先考虑到改造加固施工的各方面。改造前首先要进行构少跨度法,一般是增加一些次梁来减少跨度。在本项目中,改造后的很多建筑内隔墙没有在原来的梁上,可以在内隔墙收稿日期:2017-01-11下增设次梁来承担新增的隔墙荷载。新增的次梁可以在板作者简介:程伟(1986-),男,四川成都人,硕士研究生,工程师,主要研究方向:结构设计。底,也可以在不影响建筑时直接放在楼板上。如图1所示。·35· +锚栓”的方式锚固于梁端。粘贴钢板加固法如图3所示。图1增加次梁加固楼板示意图5．2梁的加固可用增大截面法、外粘型钢法、粘贴钢板法、粘贴碳纤维法、外加预应力法、增设支点加固法等。本项目主要采用了增大截面法、外粘型钢法和粘贴钢板法。增大截面法,是指增大梁宽(可单面增大,也可双面增图3粘贴钢板法加固梁示意图大)或加高梁高的方式来增大原混凝土梁的截面面积,同时加配一定数量的钢筋以达到提高梁的承载能力的方法。新5．3柱的加固增的混凝土厚度应满足现行GB50010-2010《混凝土结构设可用外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维复合材加固法、增大截面法等。本项目主要采用的是外包型钢法、计规范》对混凝土保护层厚度的规定。新增受力钢筋面积应粘贴钢板加固法和增大截面法。由计算确定,并预留一定的富余度。增大截面加固梁法如2外包型钢法,是用型钢或扁钢包在柱外围,并焊成构架,图所示。[1]在型钢与柱之间灌注结构胶粘剂,形成整体受力的方法。该项目中,框架柱纵筋不足且相差不太多时,采用了这种方法。用纵向受力角钢来弥补原有柱纵筋的不足,角钢不应小于L75X5。角钢在加固楼层范围内通长设置,对于梁齐柱边布置的节点区及壁柱情况,可以用扁钢等代角钢,见图4。图2增大截面法加固梁示意图外粘型钢法,是指对于跨中纵筋不足时,用角钢外包于梁底两角;对于连续梁支座负筋不足时,可采用双扁钢外包;对于梁抗剪不足时,可采用“缀板+螺杆”进行加固,为形成封闭箍,构造上可用角钢和垫板。粘贴钢板加固法,是指用高强度的结构胶粘剂把钢板贴图4外包型钢或钢板加固柱示意图在梁上下受力表面,以弥补原梁纵筋的不足。粘贴用钢板规格应由计算确定,在钢板的端部要有可靠的锚固措施。对于粘贴钢板加固法,是用双“U”形钢板相互搭接并用结构[1]梁支座的加固,当有框架柱阻碍时,可将钢板齐柱边通长布置胶粘剂粘贴于框架柱上,形成封闭的钢板箍。钢板箍相当在梁的有效翼缘内。对于边跨端部,可将钢板弯折下贴于边梁。于框架柱的箍筋,能有效约束混凝土的横向变形,能提高框梁底部钢板可采用封闭式扁钢箍锚固于柱或采用“U形钢板箍(下转第90页)·36· [10]赵鹏,安昌伟.浅谈沥青路面中道路石油沥青蜡含量的测定方[14]原健安,梅冬.沥青中蜡分含量的快速测定[J].西安公路交通法[J].科技信息,2012,29(23):365.大学学报,1996,16(4):47-49.[11]李丛豪,张晓林.浅谈蒸馏法测定石油沥青蜡含量[J].石油沥[15]李健,张琛.蜡含量对道路沥青低温性能影响的探讨[J].石油青,2008,22(2):56-58.沥青,1999,13(6):103-106.[12]谭曜,叶海雷,王群威.关于DINEN12606-1:2007(E)沥青蜡含量[16]魏中琳,黄新景,韩德奇.沥青降蜡的利器—聚合物改性[J].测定的几点改进意见[J].广东化工,2010,37(12):130-131.石油知识,2009,25(5):55-55.[13]丁连群.蒸馏法测定沥青含蜡量准确性的影响因素及对策[17]曹锡隽.用合成蜡外掺剂改善沥青混合料[J].市政工程国外[J].公路工程,2000,25(4):1-5.动,2003,21(3):25-26.■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■(上接第36页)研究阶段,加固的方法主要有扩大基础底面积法,加深基础架柱的轴压比限值和增强框架柱的抗剪承载力。因此,当框法,加桩托换原基础法,注浆加固法。本项目主要采用的是架柱的轴压比超过限值0．1以内或已有框架柱箍筋不足时,扩大基础底面积法和加大基础高度法。可采用粘钢加固法。本项目中基本没有使用此方法来控制首先在计算上部结构时,准确地输入荷载。在该项目轴压比,统一用增大截面法,以减少加固方式利于快速施工。中,原来的设计是大空间的商业楼,现改为了许多间教室和增大截面法,是本项目主要使用的方法,因其适用性很办公室。由于建筑功能的改变,增加了很多隔墙荷载。在满广。该法是通过增大框架柱的截面(可以单面增大,双面增足使用功能的前提下,与各方沟通,尽量采用轻质的内隔墙。大,三面增大,及四边增大,这要根据受力及柱所处的位置来输入准确的上部荷载,明确地算出作用于地基上的作用力的定),来解决框架柱的正载面承载力不足或轴压比超限等问大小,这是基础加固设计的前提。题。新增的受力钢筋应由计算确定,钢筋在加固的楼层范围然后在进行基础的计算时,可以适当考虑已有的结构对内应通长设置,纵筋布置尽量不要与节点区的梁相交。这样地基的长期压密使原地基的承载力提高,并按规范考虑地基一来,新增的纵筋,可能中部筋的间距太大不满足规范要求,承载力的深宽修正。这时,可以采用架立筋的形式。此时,架立筋不用植入上下当按修正后的地基承载力计算基础,基础尺寸不足梁内,仅为了满足规范的构造要求。如图5所示。时,可用混凝土套或扩大基底面积。当基底荷载有较大偏心时采用不对称套,当基底荷载偏心较小时采用对称[2]套。另外,加混凝土套还要结合建筑的使用功能来确定采用对称还是非对称套。当计算得出的基础平面尺寸、高度和配筋均不满足承载能力时,将基础放坡斜面计入基础平面尺寸,并采用新设上翻柱墩的方式进行加固。如图6所示。图6基础加固示意图7体会与展望笔者通过对具体工程的设计,大致总结了钢筋混凝土结构改造加固的设计思路,为其他类似工程的设计提供了参考。随着未来建筑结构加固材料的改进,加固理论的不断完善,加固计算软件的不断更新,改造加固这项技术将来会发图5增大截面法加固柱示意图挥越来越大的作用。[ID:003929]如果节点区的框架梁太宽,纵筋实在避不开,可以采用参考文献:植筋的方式把纵筋植入梁内。纵筋的上下两端要可靠锚固,且应满足植筋边距,间距与深度的要求。[1]李林.建筑结构改造加固工程实例分析[D].西安:西安建筑科技大学,2005.6地基基础加固[2]计锋.既有建筑物基础加固方法[J].山西建筑,2009,35(24):108-109.钢筋混凝土地基基础加固的方法目前来说还处于发展·90·'