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砌体房屋的缺陷分析和加固方法
作者:admin 来源:未知 发布时间:2015-10-19 08:50

1.1 引言

目前,按89规范建造的很多砌体结构建造时未考虑抗震设防,而农村的校舍大多没有经过正规设计和施工,砂浆强度等级很低,墙体砌筑砂浆含泥量较大,多空洞、疏松,手捏即碎;同时,长时间使用后原结构会出现不同程度的老化。结构承载力进一步降低,严重影响结构安全,若要继续使用,需对原结构进行全面检测和抗震鉴定,按照新规范进行抗震验算并加固。本文结合实际工程对检测以后的房屋和加固方法做一论述,供鉴定和加固设计时参考。

2.1砌体结构缺陷分析

首先,砌体结构在使用过程中由于温度、沉降、抗压强度不足会出现不同程度的裂缝,

其次,砂浆强度等级较低,预制板无座浆、无可靠锚固,大多校舍没有圈梁构造柱,而且大梁下无梁垫。

最后,窗间墙不满足规范要求,有的甚至只有240mm,

3.1砌体结构的加固方法

1、适用于砌体结构的直接加固法 

1.1钢筋混凝土板墙加固法 

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。 

1.2钢筋水泥砂浆板墙加固法 

钢筋水泥砂浆外加层加固法是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后,在砖墙两面附设φ4~8mm的钢筋网片,然后抹水泥沙浆面层的加固方法。

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。 

1.3增设扶壁柱加固法

混凝土扶壁柱与原墙体的连接是十分重要的。该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。 

2、适用于砌体结构的间接加固方法 

2.1无粘结外包型钢加固法 

用水泥沙浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周,并用卡具卡紧,随即用缀板与角钢焊接连成整体,去掉卡具,粉刷水泥浆以保护角钢。 该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2.2预应力撑杆加固法 

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。 

3、砌体结构构造性加固与修补 

3.1增设圈梁加固 

当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固,或者增加配筋加强带作为圈梁进行加固。 

3.2增设扶壁柱加固 

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设扶壁柱作为梁垫进行加固。 

3.3砌体局部拆砌和增加抗震墙

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。对于开间大的不满足规范要求的房屋,可以适当增加抗震墙,以增大房屋的抗震承载力。 

3.4砌体裂缝修补 

在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。有水泥沙浆填缝修补、配筋水泥砂浆填缝修补、灌浆修复等方法。

对于预制板如果加叠合层会增加结构的配重,为加强预制楼板的支撑长度,我们采用加双面角钢法,来增加支撑长度  取得较好的结果 

工程概况

某中学教学楼建于1989年,建筑为二层砖混单面外走廊结构,楼屋盖均采用预制板。建筑平面呈“凹形”状东西向布置,建筑长67.1m,宽11.3m,挑檐宽1.7m,无构造柱、圈梁。不满足抗震要求。楼屋盖采用预制板,挑檐均采用预制板。6.3m跨度大梁下未设梁垫。

使用过程中,支撑大梁的墙体多见裂缝,门窗洞口上下墙体多处开裂;楼屋盖构件无明显变形和严重开裂,梁板未露筋、保护层脱落、酥碱等现象。

建筑砌体砌筑质量较差,表观不平,灰缝不一,砌筑砂浆砂子含泥量大,较酥,建筑挑檐均采用预制板,缺乏足够的稳定性,于抗震不利。经现场检测砌筑砂浆强度等级12层为M0.3,楼层平均重量12kN,经了解,该楼位于6度区,设计时没考虑抗震设防,为安全起见,决定对该楼按6度Ⅱ类场地进行抗震鉴定后,再进行全面的加固。

抗震鉴定

防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组第三组。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第6章相关规定知,教育建筑中小学教学楼抗震设防类别应不低于重点设防类,简称乙类。可见建筑的抗震设防类别均为重点设防类,即乙类。

依据《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第1.0.3条规定知“乙类建筑,6~8度应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施,9度时应适当提高要求;抗震验算应按不低于本地区设防烈度的要求采用。

加固原则:建筑物的风格有一定的保护价值,故其外观不宜破坏;另鉴于改造时基本没有改变建筑物的设计用途.宜根据抗震鉴定标准对建筑物进行相应加固处理;还要考虑经济性和施工的可操作性。由于房屋墙体、基础、屋架基本完好,

房屋无明显不均匀沉降和倾斜,对建筑物的加固应是可行的。

(1)墙体抗震加固和提高房屋整体性措施。由于原房屋抗震构造不满足现行规范要求,故需提高房屋的抗震承载能力和房屋的整体性。在外墙体外侧增设棍凝土圈粱和构造柱会影响建筑物外观,另外由于砂浆强度过低,新增外圈梁和构造柱与原结构的有效接不易保证,节点及基础处理较为麻烦.施工中可能对原结构造成损坏,故未采取此方案,而是以外抹NlO水泥砂浆内钢丝网法对卜3层全部承重墙体进行加固处理,并在外墙顶部设置顶圈梁,以提高墙体的抗震承载力和房屋的整体性;外墙用单面法加固内侧面,内墙用双面法加固

(2)楼板加固。因本房屋混凝土楼板较薄,并出现裂缝,故对全部楼板进行加固处理,在原结构层上铺设一层40nun厚细石混凝土叠合层,内配≠6@200钢筋网。

4. 加固

根据鉴定报告的结论和建议,本楼采用如下加固方法,根据《建筑抗震加固技术规程》规定采用钢筋网砂浆面层加固墙体的设计。

1 原砌体实际的砌筑砂浆强度等级不宜高于M2.5。本楼砂浆强度为M5.0,故采用双面钢筋网砂浆面层加固墙体。

(2)本教学楼无圈梁无构造柱,同时由于砂浆强度等级较低,经过计算发现墙体的抗压强度不足,所以采用加构造柱、圈梁和原结构连接为整体进行加固,结构验算结果表明,该建筑结构强度本身和抗震设防均达不到相应的规范要求,经过分析计算,决定采用以下几种方法进行。

4. 2  加固施工方法

4. 2. 1 双面钢筋网片水泥砂浆面层

水泥砂浆面层采用M10 ,30 mm(单面加固时为40 mm) ,钢筋网片为<6 @30×300 

1) 原墙面清底,去除原有粉刷层,对原有损坏进行必要的处理,对原墙面酥碱腐蚀部分应拆除修补;2) 钻孔:应按设计要求先划线标出穿墙筋(或锚筋等位置,用电钻打孔;3) 用钢丝刷和压力水将原墙面刷洗干净,并在砌体加固面刷素水泥砂浆;4) 铺设钢筋并安设锚筋,嵌塞水泥砂浆或环氧树脂砂浆。铺设钢筋时要

求竖向钢筋应靠近原墙面,钢筋网应用钢筋头或砂浆垫块预先垫出钢筋网与墙面间的间隔层,要求钢筋外保护层厚不小于10 mm ,钢筋网与墙面空隙不小于5 mm;5) 浇水湿润墙面,并清除泛渣杂物;6) 逐层抹水泥砂浆,每层厚度不大于15 mm;7) 硬结后进行养护;8) 在墙面进行装饰施工。

4. 2. 2 增设砌体抗震墙

新增抗震墙采用MU10 机砖、M5 混合砂浆砌筑,新增圈梁及与柱连接处采用C25 混凝土浇筑,基础采用C25 混凝土,垫层采用C15 混凝土。

1) 新砌抗震墙基础应清理好基底地基,待基础达到要求的强度后方可砌墙2) 应预先留好锚筋做好新砌墙体与原构件的连接3) 新砌抗震墙的压顶圈梁应在砌至标高后支设两侧模板并预留浇灌混凝土口施工时宜采用振捣器保证混凝土浇筑的密实4) 砖墙每天砌筑高度控制在1. 2 m 左右。

4. 2. 3  外墙四角增设混凝土(C25构造柱

1) 在楼层1/ 3 2/ 3 层高处同时设置拉结钢筋和销键与墙体连接2) 销键截面为240 mm ×180 mm ,入墙深度为240 mm ,配置4<18 纵筋和2<箍筋,每层楼板上下600 mm 处设置3) 销键与外加柱必须同时浇灌混凝土,有关施工操作要求参照相关加固施工手册。

 结语

相对于新建工程而言,抗震加固工程要复杂得多,抗震加固设计没有现成的、商品化的计算程序,甚至有些加固设计尚停留在半经验、半理论的阶段。抗震加固设计必须在“吃透”原有工程设计的基础上并紧密结合工程现状及加固施工的水平进行,因此,抗震加固工作任重而道远需我们科技工作者不断的探索和总结,以保证房屋结构的抗震安全。

参考文献:

[1] 邓文旭,建筑抗震概念设计初探, 山西建筑,2007 ,33(24) 

[2] 田 华, 浅谈建筑抗震鉴定加固,山西建筑2008, 34(19)

[3田杰,刘志刚,我国建筑抗震加固的回顾与建议[J ],工程抗震与加固改造,2006 , (12) 

[4张敬书,潘宝玉,现行抗震加固方法及发展趋势[J ],工程抗震与加固改造,2005 , (2) 

[5]周云,宗兰,张文芳,土木工程抗震设计[M. 北京科学出版社,2005



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