呼和浩特市加固建筑技術服務有限責任公司
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【工程人再不懂加固,就沒飯碗了】

對于房屋結構加固工程,可分為房屋結構整體抗震加固(即體系加固)和構件加固。體系加固是針對房屋結構整體抗震性能不足現行抗震鑒定標準而進行的加固;構件加固是針對局部構件承載力不足而進行的局部構件的加固。
加固原則
既有建筑抗震加固的設計原則應符合下列要求:
1、加固方案應根據抗震鑒定結果經綜合分析后確定,分別采用房屋整體加固、區段加固或構件加固,加強整體性、改善構件的受力狀況、提高綜合抗震能力;
2、加固或新增構件的布置,應消除或減少不利因素,防止局部加強導致結構剛度或強度突變;
3、新增構件與原有構件之間應有可靠連接;新增的抗震墻、柱等豎向構件應有可靠的基礎;
4、加固所用材料類型與原結構相同時,其強度等級不應低于原結構材料的實際強度等級;
5、加固設計應注重節點連接構造設計。
加固內容及方法
體系加固
砌體結構加固
對可靠性不足或業主要求提高可靠度的砌體結構及其相關部分采取增強、局部更換或調整其內力等措施,使其具有現行設計規范及業主要求的安全性、耐久性和適用性。
抗震承載力不滿足時,宜采用的加固方法
1)拆砌或增設抗震墻
2)修補和灌漿
3)面層或板墻加固
4)外加柱加固
5)包角或鑲邊加固
6)支撐或支架加固
整體性不滿足時,宜采用的加固方法
1)當墻體布置在平面內不閉合時,可增設墻段或在開口處增設現澆鋼筋混凝土框形成閉合。
2)當縱橫強連接較差時,可采用鋼拉桿、長錨桿、外加柱和外加圈梁等加固。
3)樓、屋蓋構件支撐長度不滿足要求時,可增設托梁或采取增強樓、屋蓋整體性等的措施;對腐蝕變質的構件應更換;對無下弦的人字屋架應增設下弦拉桿。
4)當構造柱或芯柱設置不符合鑒定要求時,應增設外加柱;當墻體采用雙面鋼筋網砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固,且在墻體交接處增設互相可靠拉結的配筋加強帶時,可不另設構造柱。
5)當圈梁設置不符合鑒定要求時,應增設圈梁;外墻圈梁宜采用現澆鋼筋混凝土,內墻圈梁可用鋼拉桿或在進深端加錨桿代替;當采用雙面鋼筋網砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固,且在上下兩端增設配筋加強帶時,可不另設圈梁。
6)當預制樓、屋不滿足抗震鑒定要求時,可增設鋼筋混凝土現澆層或增設托梁加固樓、屋蓋。
薄弱易倒部位,宜采用的加固方法
1)窗間墻寬度過小或抗震能力不滿足要求時,可增設鋼筋混凝土窗框或采用鋼筋網砂漿面層、板墻等方法加固。
2)支撐大梁等的墻段抗震能力不滿足要求時,可增設砌體柱、組合柱、鋼筋混凝土柱或采用鋼筋網砂漿面層、板墻等方法加固。
3)支撐懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時,宜在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱或砌體組合柱加固。
4)隔墻無拉結或拉結不牢,可采用鑲邊、埋設鋼夾套、錨筋或鋼拉桿加固;當隔墻過長,過高時,可采用鋼筋網砂漿面層進行加固。
5)出屋面的樓梯間、電梯間和水箱間不符合鑒定要求時,可采用面層或外加柱加固,其上部應與屋蓋構件有可靠連接,下部應與主體結構的加固措施相連。
6)出屋面的煙囪、無拉結女兒墻、門臉等超過規定的高度時,宜拆除、降低高度或采用型鋼、鋼拉桿加固。
7)懸挑構件的錨固長度不滿足要求時,可加拉桿或采取減少懸挑長度的措施。
鋼筋混凝土結構加固
鋼筋混凝土房屋結構體系和抗震承載力不滿足要求時,宜采用以下加固方法:
1)單向框架應加固,或改為雙向框架,或采取加強樓、屋蓋整體性且同時增設抗震墻、抗震支撐等抗側力構件的措施。
2)單跨框架不符合鑒定要求時,應在大于框架-抗震墻結構的抗震墻最大間距且不大于24m的間距內增設抗震墻、翼墻、抗震支撐等抗側力構件或將對應軸線的單跨框架改為多跨框架。
3)框架梁柱配筋或承載力不符合鑒定要求時,可采用外包型鋼、增大截面法、粘鋼板或粘碳布等加固方法進行加固。
4)框架柱軸壓比不符合鑒定要求時,可采用增大截面法進行加固。
5)房屋剛度較弱、明顯不均勻或有明顯的扭轉效應時,可贈送鋼筋混凝土抗震墻或翼墻加固,也可設置支撐加固。
6)鋼筋混凝土抗震墻配筋不符合鑒定要求時,可加厚原有墻體或增設端柱、墻體等。
7)樓梯構件不符合鑒定要求時,可采用粘貼鋼板、碳布或增大截面法進行加固。
構件加固
基礎加固
加大基礎底面積
適用范圍:加大基礎底面積法適用于當現有建筑的地基承載力或基礎底面積尺寸不滿足設計要求時的加固。
基礎加大底面積示意圖
構造要求:
a、當基礎承受偏心受壓時,可采用不對稱加寬;當承受中心受壓時,可采用對稱加寬;
b、在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛和刷洗干凈后,鋪一層高強度等級水泥漿或涂刷混凝土界面劑,以增加新老混凝土基礎的粘結力;
c、加寬部分的主筋應與原基礎內主筋采用焊接方式進行拉結,并設置梅花布置的拉結筋(如抗剪需要該筋需根據計算確定)。
加深基礎法
適用范圍:加深基礎法適用于地基淺層有較好的土層可作為持力層且地下水位較低的情況。該方法即將原基礎埋置深度加深,使基礎支承在較好的持力層上,以滿足設計對地基承載力和變形的要求。
構造要求:
a、采用加深基礎法加固既有房屋基礎時需分批、分段、間隔進行。間隔開挖長度約1.2m左右,寬度約0.9m的豎坑;
b、基礎下的豎坑應采用現澆混凝土灌注,并在距原基礎底面80mm處停止灌注,待養護一天后再摻入膨脹劑和速凝劑的干稠水泥砂漿填入基底空隙,確保密實。
錨桿靜壓樁
適用范圍:錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土和人工填土等地基土。
錨桿靜壓樁工作原理示意圖
原基礎構造要求:原基礎承臺除應滿足有關承載力要求外,尚應符合下列規定:
承臺周邊至邊樁的凈距離不宜小于200mm;原基礎壓樁孔部位作為承臺的基礎厚度不宜小于350mm,否則應采取附加封樁錨固措施;樁頂嵌入承臺內長度應為50~100mm;壓樁孔內應采用C30微膨脹早強混凝土澆筑密實。
樁身混凝土強度等級不應低于C30;當原基礎厚度小于350mm時,封樁孔應用2φ16鋼筋交叉焊接與錨桿上,并應在澆筑壓樁孔混凝土的同時,在樁孔頂面以上澆筑樁帽,厚度不得小于150mm。
樁身構造要求:
樁身材料可采用鋼筋混凝土或鋼材;對鋼筋混凝土樁宜采用方形,樁的邊長宜為200~300mm;樁身混凝土強度等級不應低于C30;樁內主筋應按計算確定。
當方樁截面邊長為200mm時,配筋不宜少于4φ10;當邊長為250mm時,配筋不宜少于4φ12;當邊長為300mm時,配筋不宜少于4φ16;每節樁長宜為1.0~2.5m,樁節之間應有可靠連接,應采用焊接連接。
錨桿構造要求:錨桿可采用光面直桿鐓粗螺栓或焊箍螺栓,并應符合下列要求:
當壓樁力小于400kN時,可采用M24錨桿;當壓樁力為400~500kN時,可采用M27錨桿;錨桿螺栓的錨固深度可采用10~12倍螺栓直徑,并不應小于300mm,錨桿露出承臺頂面長度應滿足壓樁機具要求,一般不應小于120mm;錨桿與壓樁孔、周圍結構及承臺邊緣的距離不應小于200mm。
磚墻加固
鋼筋網水泥砂漿面層加固法
適用范圍:鋼筋網水泥砂漿面層加固,是在面層砂漿中配設一道鋼筋網或鋼板網或焊接鋼絲網,達到提高墻體承載力和延性的一種加固方法。其優點是出平面抗彎剛度有較大幅度提高,平面內抗剪強度和延性提高較多,抗塔抗裂性有較大幅度改善,該方法適用于靜力加固和中高烈度的抗震加固。
鋼筋網水泥砂漿面層加固磚墻示意圖
構造要求:當基礎承受偏心受壓時,可采用不對稱加寬;當承受中心受壓時,可采用對稱加寬;在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛和刷洗干凈后,鋪一層高強度等級水泥漿或涂刷混凝土界面劑,以增加新老混凝土基礎的粘結力;加寬部分的主筋應與原基礎內主筋采用焊接方式進行拉結,并設置梅花布置的拉結筋(如抗剪需要該筋需根據計算確定)。
二、砼柱加固方法及注意事項
方法適用情形
具體加固方法
增大截面加固法
適用范圍
增大截面加固法,即通過增加原構件的受力鋼筋,同時在外側重新澆筑混凝土以增大構件的截面尺寸,來達到提高承載力的目的。其優點是可以同時增大構件的剛度、承載力和變形能力,部分情況下也可以加強連接的可靠性;其缺點是濕作業工作量大、養護期長、占用建筑空間較多等。增大截面加固混凝土柱示意
構造要求
a、構件混凝土強度等級不應低于C13;
b、新增部分,可采用現澆混凝土、自密實混凝土或噴射混凝土澆筑而成。也可采用摻有細石混凝土的水泥基灌漿料灌注而成。
c、新增混凝土厚度要求:人工澆筑:≥60mm;噴射:≥50mm。
d、采用增大截面加固法時,原構件混凝土表面應經處理,設計文件應對截面處理方法和質量提出要求。一般情況下,除混凝土表面應予打毛外,尚應采取涂刷結構界面膠、種植剪切銷釘或增設剪力鍵等措施。
e、柱的受力鋼筋直徑不應小于14mm,加錨式箍筋直徑不應小于8mm;U形箍直徑應與原箍筋直徑相同;分布筋直徑不應小于6mm。
經驗之談
a、四邊增大截面加固混凝土柱,務必確保新增箍筋封閉。
b、當采用單邊、兩邊或三邊增大截面加固混凝土柱時,新增箍筋無法封閉的情況下,可采用新增箍筋與原有箍筋焊接的形式實現封閉效果。
外包型鋼加固法
適用范圍
外包型鋼加固法,按其與原結構連接方式分為外粘型鋼加固法和無粘結外包型鋼加固法;均適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土柱加固。外包型鋼加固混凝土柱示意如下圖所示。
構造要求
a、加固角鋼不應小于L75×5;
b、扁鋼箍板或綴板不應小于40mm×4mm,其間距不應大于20r(r為單根角鋼截面的最小回轉半徑),且不應大于500mm;在節點區,其間距應適當加密。
c、外包角鋼兩端應有可靠的連接和錨固,角鋼下端應錨固于基礎,中間應穿過各層樓板,上端應伸至加固層的上一層樓板底或屋面板底。
d、外包型鋼加固柱時,應將原構件截面的棱角打磨成半徑r大于等于7mm的圓角。外粘型鋼的注膠應在型鋼構架焊接完成后進行。
e、外粘型鋼的膠縫厚度宜控制在3mm~5mm;局部允許有長度不大于300mm、厚度不大于8mm的膠縫,但不得出現在角鋼端部600mm范圍內。
經驗之談
a、新增角鋼沿柱高必須全部貫通,如角鋼遇樓層梁無法通過時,可通過采用等代鋼筋穿過樓板與上下樓層加固角鋼焊接;
b、在梁柱節點位置,扁鋼無法穿過混凝土梁時,亦可采用等代鋼筋穿過混凝土梁與左右兩側加固角鋼焊接的形式進行加強錨固;
c、對于底層柱加固,加固角鋼端部必須錨固于原結構基礎頂面,對于埋置在地基土內部分加固角鋼,應澆筑混凝土圍套進行防銹處理,
d、如有特殊要求時,混凝土柱采用外包型鋼進行加固后,尚需進行防火處理,鑒于目前國家無相關規范要求,通常做法同鋼結構防火做法,如涂刷薄型或厚型防火涂料。
粘貼碳布環向封閉箍加固法
適用范圍
適用于需要提高截面抗剪承載能力和構件整體延性的鋼筋混凝土柱加固。
構造要求
a、被加固的混凝土結構構件,其現場實測混凝土強度等級不得低于C15,且混凝土表面的拉粘結強度不得低于1.5MPa;
b、粘貼在混凝土構件表面上的碳布纖維復合材,不得直接暴露于陽光或有害介質中,其表面應進行防護處理。
c、采用本方法加固的混凝土結構,其長期使用的環境溫度不應高于60℃。
經驗之談
a、必要時可對碳纖維片材和配套樹脂類粘結材料進行現場取樣檢驗。 
b、碳纖維片材實際粘貼面積應不少于設計量,位置偏差應不大于10mm。 
c、碳纖維片材與混凝土之間的粘結質量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法來檢查,總有效粘結面積不應低于95%。  
三、砼梁加固方法及注意事項
方法適用情形
具體加固方法
a、構件混凝土強度等級不應低于C15;
b、正截面受彎承載力提高幅度不應超過40%;
c、纖維復合材料加固量:預成型板不宜超過2層;纖維布不宜超過4層。
經驗之談
a、粘貼延伸長度的問題。對于梁底受彎加固,碳布粘貼延伸長度不滿足時,可采用附加錨固形式,如端部加強U型箍;對于梁支座受彎加固,當粘貼延伸長度不滿足時,可采用鋼板條+射釘的形式進行端部錨固。粘貼延伸長度的確定,可參見《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第10.2.5條。
b、粘碳布和粘鋼板相遇問題。梁支座受彎加固,如處理另外一個方向采用粘鋼板加固時,應碳布在下鋼板在上。
c、防火問題。由于粘貼碳布加固,其材料包括粘結劑和碳布兩種材料,其中粘結劑的使用環境溫度不得高于60℃,故對于高溫環境的混凝土結構采用該方法進行加固時,應采取相應的防護措施。目前國家無相關規范要求,通常做法為采用水泥砂漿抹面。
外粘碳布U型箍
構造要求
a、構件混凝土強度等級不應低于C15;
b、錨固U型箍寬度:端箍應≥梁底碳布寬度的2/3,且應≥200mm;中間箍應≥梁底碳布寬度的1/2,且應≥100mm。
c、抗剪加固U型箍: U型箍上端應設置縱向壓條錨固,當梁高h≥600mm時,應在梁腰部增設一道縱向腰壓條。
外粘鋼板加固法
構造要求
a、構件混凝土強度等級不應低于C15;
b、正截面受彎承載力提高幅度不應超過40%;
c、粘貼鋼板厚度要求:人工涂膠≤5mm;壓力注膠≤10mm;
d、粘貼鋼板加固量:受拉區≤3層;受壓區≤2層;且鋼板總厚度≤10mm。
經驗之談
同混凝土梁受彎加固外粘碳布。
外粘鋼板U型箍
構造要求
a、構件混凝土強度等級不應低于C15;
b、錨固U型箍:端箍應≥梁底鋼板寬度的2/3,且應≥80mm;中間箍應≥梁底鋼板寬度的1/2,且應≥40mm;U型箍厚度應≥梁底鋼板厚度的1/2,且應≥4mm;
c、抗剪加固U型箍: U型箍上端應設置縱向壓條錨固,當梁高h≥600mm時,應在梁腰部增設一道縱向腰壓條。
構造要求
a、角鋼厚度應≥5mm,角鋼邊應≥50mm;
b、綴板截面 應≥40mmx4mm,其間距用≥20r(r為單根角鋼截面的最小回轉半徑),且應≤500mm。
經驗之談
a、加固方案選擇問題。由于該加固方法需將所有扁鋼箍穿過原樓板,該做法對原樓板損傷太大,故一般不建議采用該加固方法。如確實需要采用該方法,可采用鋼筋代替扁鋼箍,減少對原樓板的破壞。
b、防火問題同混凝土柱采用外粘型鋼加固,可參見砼柱加固。
四、常用加固材料技術要求
混凝土
1、結構加固用的混凝土,其強度等級應比原結構、構件提高一級,且不得低于C20級;其性能和質量應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定。
2、《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第4.1條。
鋼材及焊接材料
《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第4.2條
纖維和纖維復合材
1、纖維復合材的纖維必須為連續纖維,其品種和質量應符合下列規定:
(1)承重結構加固用的碳纖維,應選用聚丙烯腈基不大于15K的小絲束纖維。
(2)承重結構加固工程,嚴禁采用預浸法生產的纖維織物。
(3)纖維復合材抗拉強度應滿足《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第4.3條要求。
2、其他參見《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第4.1條。
結構加固用膠粘劑
1、承重結構用的膠粘劑,宜按其基本性能分為A級膠和B級膠;對重要結構、懸挑構件、承受動力作用的結構、構件,應采用A級膠;對一般結構可采用A級膠或B級膠。
2、承重結構用的膠粘劑,必須進行粘結抗剪強度檢驗。檢驗時,其粘結抗剪強度標準值,應根據置信水平為0.90、保證率為95%的要求確定。
3、承重結構加固工程中嚴禁使用不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂作為膠粘劑。
4、其他參見《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2013第4.4條。
五、體系抗震加固驗算
多層砌體房屋抗震加固
多層砌體房屋抗震加固整體驗算,可采用加固后的綜合抗震能力指數作為衡量多層砌體房屋抗震能力的指標,也可按設計規定方法對加固后的墻段用截面受剪承載力進行驗算。
綜合抗震能力指數法
與鑒定不同的是,要按不同的加固方法考慮相應的加固增強系數,并按加固后的情況取體系影響系數ψ1和局部影響系數ψ2。
1、墻段加固的增強系數對A、B類砌體房屋均相同,對面層加固,根據原墻體的厚度和砂漿強度等級、加固面層的厚度和鋼筋網等,取1.1~3.1;對板墻加固,根據原墻體的砂漿強度等級,取1.8~2.5;對外加柱加固,當鑒定不要求構造柱時,根據外加柱和洞口情況,取1.1~1.3。
2、構造影響系數對A、B類砌體房屋略有不同,主要表現在構造柱的影響系數上:
a、增設抗震墻厚后,若橫墻間距小于鑒定標準對港欣樓蓋的規定值,取ψ1=1.0;
b、鑒定不要求有構造柱時,增設外加柱和拉桿、圈梁后,整體性連接的系數(樓屋蓋支撐長度、圈梁布置和構造等)取ψ1=1.0;鑒定要求構構造柱時,增設的構造柱需滿足鑒定要求,相應的影響系數材能取ψ1=1.0;
c、采用面層、板墻加固或增設窗框、外加柱的窗間墻,其局部尺寸的影響系數取ψ2=1.0;
d、采用面層、板墻加固或增設支柱后,大梁支撐長度的影響系數取ψ2=1.0。
多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震加固
鋼筋混凝土房屋抗震加固時,應根據房屋的實際情況選擇加固方案,分別采用主要提高結構構件抗震承載力、主要增強結構變形能力或改變框架結構體系的方案。加固后房屋的抗震驗算,可采用與抗震鑒定同樣的建行方法。混凝土結構綜合抗震能力應按加固后的結構狀況,確定其地震作用、樓層屈服強度系數、體系影響系數和局部影響系數的取值。
A類房屋
A類鋼筋混凝土房屋采用平面結構的樓層綜合抗震能力指數進行二級鑒定時,體系影響系數和局部影響系數應符合以下要求。
1、體系影響系數可根據結構體系、梁柱箍筋、軸壓比等符合第一級鑒定要求的程度和部位,按下列情況確定:
a、當上述各項構造均符合現行上海市標準《建筑抗震設計規程》DGJ08-9的規定時,可取1.4
b、當各項構造均符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.3節B類建筑的規定時,可取1.25;
c、當各項構造均符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.2.1~第6.2.7的規定時,可取1.0;
d、當各項構造均符合非抗震設計規定時,可取0.8;
e、當結構受損或發生傾斜但已修復糾正,上述數值尚宜乘以0.8~1.0。
2、局部影響系數可根據局部構造不符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.2節抗震措施要求的程度,采用下列三項系數選定后的最小值:
a、與承重砌體結構相連的框架,可取0.8~0.95;
b、填充墻等與框架的連接不符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.2節抗震措施要求時,取0.7~0.95;
c、抗震墻之間樓蓋、屋蓋長寬比超過《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.2.1條第4款的規定時,可按超過的程度,取0.6~0.9。
B類房屋
B類鋼筋混凝土房屋的體系影響系數,可根據結構體系、梁柱箍筋、軸壓比、墻體邊緣構件等符合鑒定要求的程度和部位,按下列情況確定:
a、當上述各項構造均符合現行上海市標準《建筑抗震設計規程》DGJ08-9的規定時,可取1.4;
b、當各項構造均符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.3.1~第6.3.9條的規定時,可取1.0;
c、當各項構造均符合《現有建筑抗震鑒定與加固規程》DGJ08-81-2015第6.2節A類房屋鑒定的規定時,可取0.8;
d、當結構受損或發生傾斜但已修復糾正,上述數值尚宜乘以0.8~1.0。
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