加层加固知识简介.doc

混凝土结构加层加固知识简介 【摘要】加固技术包括整体考虑即增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件，提高结构的整体刚度；构件考虑包括增大构件截面、外粘或外包型钢、外粘纤维复合材、外粘钢板等加固措施。这些都要根据使用、施工及经济情况综合考虑确定。加固用到的技术包括植筋技术、锚栓技术、裂缝修补技术、灌胶粘钢技术等。【关键词】粘钢法加固、增设结构构件、屈曲约束支撑1 概述现今工程随着建筑年代增长和用途的改变，原有的建筑在面积及功能方面都已经不能满足现行的使用要求。但是由于建筑用地的紧张、新建工程施工周期漫长及新建建筑施工费用高。因此考虑在对原有建筑变动最少的条件下（不拆除重建），对建筑进行适当的处理已达到甲方的要求；还有由地震、地质变化、温度变化等不可预测的因素引起的建筑物的损坏，经鉴定可经过加固处理不需拆除就可以满足安全使用的要求。特别是由于汶川地震引起的对教学楼的损坏，可以通过加固处理就能再继续使用的一些建筑。因此怎样的运用加固知识，科学合理的对结构体系进行加固改造，包括采取增强、局部更换或调整其内力等措施，使其具有现行规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。 现在就混凝土结构的加层加固，结合算例对整个计算设计过程进行简单介绍。设计目的和原则：加固应做到技术可靠、经济合理、施工方便和确保质量。加固前应进行可靠性鉴定，以可靠性鉴定结论和委托方提出的要求确定设计内容及范围。混凝土结构加固设计应与施工方法紧密结合，并应采取有效措施保证新浇混凝土与原结构连接可靠，协同工作。设计原理及方法：加固结构受力性能与一般未经加固的普通结构有较大的差异。首先，加固结构属二次受力结构，加固前原结构已经荷载受力（第一次受力），结构的应力、应变都已发生变化。而新增加的部分在加固后并不能立即分担荷载，而是在第二次加载情况下，才开始受力。这样整个加固结构在其后的第二次荷载受力过程中，新增部分的应力、应变始终滞后于原结构的应力、应变。即原结构破坏时，新加部分可能达不到自身的极限状态，其潜力可能得不到充分发挥。其次，加固结构属新旧两部分存在整体工作共同受力问题，要求整体工作的关键取决于结合面的构造处理及施工方法。在进行加固设计时，模型模拟计算要采用专业软件，主要是要把新旧结构之间的二次受力问题考虑在内，不能完全沿用普通结构概念进行设计。 加固方法及技术：整体考虑即增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件，提高结构的整体刚度；构件考虑包括增大构件截面、外粘或外包型钢、外粘纤维复合材、外粘钢板等加固措施。这些都要根据使用、施工及经济情况综合考虑确定。加固用到的技术包括植筋技术、锚栓技术、裂缝修补技术、灌胶粘钢技术等。2 加固措施1）基础设计及构造 鉴于加层设计要对基础进行计算复核，遵循基础设计宜尽量减少加固量的原则，多采取提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。经验算需要进行基础加固的，就要采取相对应的措施。其中的方法有条形基础加肋梁，独立基础改条形基础，条形基础改筏板基础等措施。2）剪力墙和框架柱设计及构造由于层数的增加或者结构受力形式改变，结构的竖向构件剪力墙、框架柱发生变化可能导致轴压比、配筋不足，采用加大截面、外粘钢板的方法来解决。对于剪力墙如果是住宅建筑加厚剪力墙对于房屋的使用会带来不便，采用外包钢板的方法。即在需要加强的墙体布置一定间距的水平及竖向钢板，考虑到连接可靠性，采用锚栓进行固定。构造见图二。 图二 对于框架柱，补强方案定位在原柱外粘型钢的方法。柱四角处布置角钢，角钢与柱用A级结构胶粘剂粘贴，角钢之间焊有横向缀板相连成整体。构造见图三。需要注意的是为了保证力的可靠传递，柱脚构造非常重要。在楼层顶面柱脚四周布置截面大的角钢，运用植入锚杆进行固定，本工程采用这种方法，构造详图见图四。楼层节点构造:加固角钢应贯通楼层并与各楼层梁有可靠的的连接，以形成刚性框架节点。框架柱在节点上下应设有加强型钢箍，节点下的加强型钢箍应紧顶住梁的底面，节点上的加强箍应紧贴在楼板表面。构造见图五。3）框架梁设计及构造判断需加固的梁及缺少配筋量的办法是，先按实际情况建成模型进行计算，跟原建筑的梁配筋进行逐层比较，对那些梁配筋发生变化并且记录缺多少钢筋。根据缺少的量等代成需要增加的钢板量。然后在PKPM加固软件中，在模型中按加固方法加固量在相应构件位置输入，进行复核反算，查看计算结果判断早前确定的加固方案与加固量是否合理。（结构其它受力构件也按照这种方法进行加固计算）然后在梁顶和梁底分别粘贴需要补充钢板，构造见图六 图六5）新增构件设计及构造 前面讲过为了满足加层后的计算限值，可以新增竖向结构构件。着重介绍一下新增剪力墙与原有框架梁、柱连接几种方法。.植筋连接：把新增剪力墙的水平和竖向筋分别植入周围的框架梁、柱内，由于墙是双层双向布置的。如果把所有的钢筋全部锚入梁或柱内，梁柱就会被全部打成眼，造成破坏。因此采用等代植筋方法，把墙的水平和竖向筋等代成单排大直径钢筋，在梁柱中间位置等间距植入，这样就最少程度的破坏原有构件。在连接处的节点位置，运用螺旋箍保证植筋与新建墙体钢筋连接保证整体连接。构造见图七.外包梁、柱连接：剪力墙的竖向和水平钢筋分别伸到框架梁、柱表面，在梁、柱的侧面另加钢筋绕过梁、柱锚入剪力墙内，相当于剪力墙在梁、柱处加斜腋，斜腋的坡度为1:3，绕过柱的斜腋钢筋的直径和间距与剪力墙的水平钢筋相同；穿过楼板的斜腋钢筋间距一般是剪力墙竖向钢筋间距的12倍，但不大于1m，穿过楼板的斜腋钢筋总截面面积不应少于剪力墙竖向钢筋截面面积的总和，所有锚入剪力墙内的斜腋钢筋的锚固长度不小于40倍斜腋钢筋直径。构造见图八。还包括电焊连接法、锚入柱围套连接法。图七 图十3 综述通过以上算例，对各构件加固做了简单的介绍，主要运用的是外粘钢板补充配筋不足处。其它的加固方法也可运用于本工程，只要按照加固的实际情况科学合理的运用，就能满足加固要求。屈曲约束支撑在各个领域均有广泛的运用，包括新建、改造、加固等项目均可用屈曲约束支撑。其原理就是在支撑外加套管约束支撑不发生屈曲。其优点包括可提高结构刚度；可提高结构承载能力；可减少结构加固量；可提高结构耗能能力。把它运用到加固工程中使用的优点是:由于建筑物的用途，改造周期不宜过长，湿作业不宜过多，而且还要便于检查和维护，更不能妨碍建筑物的外观和正常使用。可以尝试把支撑设法加在建筑外墙处，交通核处等不影响使用的位置，以实现其加固作用。最主要的是与传统办法比较，按照传统加固方法加固，材料的运输、堆放、保管等都将严重影响建筑物的正常合理使用。较传统的抗震加固方法，耗能减震加固具有加固效果良好、构造简单、施工费用低、施工周期短、对户外造成的影响小等优点。所以屈曲约束支撑可以作为加固的一种手段，运用的今后工程中 。加固作为一项极其复杂的工程，对设计和施工的要求均非常高。只有严格遵循国家相关的加固规范和图集，设计和施工紧密的配合，才能实现技术可靠、经济合理、施工方便和确保质量的目标。 参考文献1 GB 50367-2006 混凝土结构加固设计规范S.20062 JGJ116-2009