1建筑梁板加固的设计基本原则
由于高温、腐蚀、冻融、振动等原因造成的结构损坏,加固时应采取减小、抵御或排除上述不利因素影响的对策,保证加固后的结构安全可靠,正常使用。
加固设计应考虑施工方便且可行的施工方法。对于混凝土结构,宜提高一级强度等级,并加强构造和连接措施等,以保证原结构与新混凝土协同工作。
结构加固应尽量考虑经济效果,尽可能做到在不停产的条件下加固,尽量不损伤原构件和减少构件的拆除,能够使用的应当保留。
加固过程一定要注意安全,若发现结构构造有严重缺陷,应立即停止施工,待消除隐患后方能继续。
2建筑梁板加固的设计
2.1增大截面加固法。增大截面法,是指在原受力构件的单侧或双侧浇注一层混凝土来增大原混凝土构件的截面面积,同时加配一定数量的钢筋以达到提高原构件承载能力的方法。增大截面法的加固效果与多种因素有关,如原结构在加固时的应力水平,新旧混凝土共同工作情况,结合面的构造处理,材料的性能;而加固时的施工工艺以及是否对原结构进行卸荷处理将直接影响到加固工作的成败。
2.2增补受拉钢筋法。对于承载力要求增加不大、经验算其截面高度满足要求的梁,只须适当增设受拉主筋即可。后补的钢筋可以直接焊在原梁的钢筋上。增补受拉钢筋法可分为全焊接补筋和半焊接补筋和黏结法三种。
粘贴碳纤维布。在梁板结构受力部位和裂缝区域用树脂等专用粘剂粘贴碳纤维布,当结构荷载增加时,两者共同作用,提高构件承载力,从而达到加固补强的目的。该法的优点是碳纤维具有高强、轻质、耐腐蚀等优异的物理学性能,并且施工便捷。
粘贴钢板。在梁板的底部受控部位每隔一段距离粘贴一条钢板,也可使用锚栓将钢板锚固在梁板上。钢板固定于受控混凝土表面,增加了混凝土梁板的抗弯刚度,减少结构挠度,限制了裂缝的发展,有效地增加了粘钢构件的抗弯、抗拉、抗剪性能。
安装锚栓、钢梁。在砼墙或梁上钻锚栓孔时,应避开钢筋。采用的化学锚栓,应在图纸中标明设计总剪力,并经厂家核实其产品可满足设计要求。
3建筑梁板加固的施工工艺
3.1封闭裂缝处理
封闭裂缝处理的主要步骤如下:(1)铲除表面粉刷层,将裂缝两侧清理干净;(2)用钢丝刷清除表面松散的混凝土,用压力水清洗裂缝,自然风干后再用脱脂棉蘸丙酮清洗裂缝;(3)用纯环氧基液涂刷裂缝表面;(4)配制环氧胶泥,涂刷两遍环氧胶泥进行表面封闭;(5)胶泥经2~3 天后固化,裂缝封闭处理结束。
3.2框架梁粘钢施工工艺
为保证质量,施工必须遵循下列工序进行:混凝土表面处理→钢板下料、开孔、加工成型→钢板表面处理→预埋膨胀螺丝或螺杆→涂结构胶、粘贴并压紧钢板→批聚合物砂浆保护层
(1)混凝土表面处理:清除梁的表面层至密实的混凝土结构新面,对有油污物的构件结合面,用洗涤剂和硬毛刷刷除干净并用压缩空气吹除粉粒,待完全干燥后用脱脂棉蘸丙酮擦拭干净;保证粉面的平整度和垂直度。
(2)钢板下料、开孔、加工成型:按设计要求进行下料,将下料尺寸准确的钢板在加工台上加工成准确的U 型箍,并用台钻在板面上钻孔。
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(3)钢板表面处理:①用角磨机将钢板表面钻孔口突起的钢渣磨掉并进行除锈,打磨至出现金属光泽;②用角磨机在钢板表面作粗糙处理,打磨纹路与钢板受力方向垂直,最后用脱脂棉蘸丙酮擦拭干净。
(4)植螺杆(或钻孔锚膨胀螺栓):在梁的正确位置用冲击钻钻孔,并在梁上植Φ12 的螺杆(或锚膨胀螺栓)。
(5)涂结构胶并粘贴压紧钢板:①按比例将结构胶配好后用抹刀涂在已处理好的混凝土表面和钢板表面上,厚度为1-3mm,中间厚边缘薄;②将涂好结构胶的钢板贴于预定位置,确保粘贴密实后将膨胀螺什或螺杆收紧,以使胶液刚从钢板边缝挤出为度;③结构胶的施工温度范围在10~30℃之间,若温度低于10℃,应采用红外线加热。
4基础加固方案
由于该房屋作为商场使用,需要比较规则且较大的空间,限制了竖向构件的位置和数量。基于规范规定和建筑功能限制,我们选择了板柱-剪力墙结构类型。
4.1 桩型选择
该建筑原桩基础的桩型为预制方桩,根据新老桩型宜相同的选择原则,加固桩型仍然选择预制桩为宜。经对地勘报告进行详细分析,场地持力土层层顶埋深约为15m,持力层以上各层土的压缩模量均在10MPa以下,多在5~6MPa,小型压桩设备可以使桩穿透这些土层;同时我们按250×250方桩估算桩侧阻力,单桩侧阻力特征值约240kN。据此,我们选择了锚杆静压桩作为基础加固桩型,桩尖持力层与原预制桩持力层相同,单桩承载力特征值取300kN,最大压桩力要求大于600kN,采用桩长和压桩力双控进行压桩施工。考虑到桩长较长,设计要求采用焊接接桩确保接桩质量。
4.2 基础传力
确定桩型后,需要确保上部结构增加的荷载能够有效的传递到新的静压桩上去,以保证基础加固的成功。通常有两种做法来处理基础传力:(1)将增加的桩布置在原桩承台周围,原桩承台加大加厚,这样上部荷载通过柱传递到承台,再传递到新老桩上;(2)将增加的桩布置在承台周围,采用包柱式承台将柱荷载传递到新桩上。本工程中,原基础采用桩承台,但没有基础连梁。我们考虑到:如果把桩承台加大加厚,不外乎向上加厚和向下加厚,则要么向上加厚时承台底部钢筋不能通长,只能采用植筋或焊接接长底部钢筋,所有接头均在同一截面;或向下加厚保证承台底部钢筋通长,但把承台底部挖空施工难度极大,且难以保证施工质量和安全。结合原基础桩承台之间无基础连梁、基础整体性较差、加固设计考虑增加基础连梁的情况,我们决定将桩布置于新增基础梁下,基础梁纵横全部拉通,形成类似于无板的桩筏基础。基础梁受弯剪较大,采用了800mm×800mm的大截面尺寸,设计的基础梁底标高与原承台面相同。这样处理有如下好处:(1)新增桩位置易于布置,可以保证与原桩之间的桩间距;(2)新基础梁宽度比加大截面后的柱大,梁纵筋大部分可以通过柱侧,中间少量纵筋可植入柱中,新增柱纵筋可以锚固在基础梁内;(3)新基础梁可以完全包裹柱根,传力合理有保证;(4)基础梁底与原承台连接面凿毛植筋连接,新老基础共同作用效果好;(5)新增剪力墙下无需另设基础;(6)基础整体性大大增强。
5总结
随着国民经济的高速发展,早期建成的建筑物出现了许多建筑功能需要改变的情况,这促使建筑物的加固技术的推广应用。由于大部分需要加固的地基经过多年的使用,沉降逐渐趋于沉稳,基础承受能力有所提高,且大部分建筑物均为局部加固,所以加固主要体现在对梁、板、柱的加固,其中又以对梁板的加固居多。
参考文献
[1] 代宝刚,熊青山,彭振斌,刘静。 某安置小区房屋加固实践[J]. 广东土木与建筑. 2004(01)
论文作者:贾玮玮 李昊
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年01期
论文发表时间:2019/6/18
标签:钢板论文; 基础论文; 截面论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 结构论文; 《中国建筑知识仓库》2019年01期论文;