文昌学校建筑加固

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混凝土规范GB50010-2002中，叠合结构的设计，*10.6.8条，就可以看出。既然现浇叠合梁都有“受拉钢筋应力**前”，那么碳纤维加固的受拉钢筋应力就更加**前了。对于荷载比较大的梁来说，应力**前更加厉害。碳纤维加固规程中以2/3或0.01为碳纤维的应变控制，这是理想状态的，实际上碳纤维的应变远远达不到2/3或0.01。

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粘碳纤维和粘钢粘贴形式、加固机理均较类似，本质上相当于增加构件配筋，在抗剪、抗弯加固中一般可以互相替换。如果碳纤维布抗拉强度设计值取为2000Mpa，钢材(Q235)抗拉强度设计值取为200Mpa，可按照0.1mm厚碳纤维布相当于1mm厚钢板的原则代换。但应注意以下几点:

A、碳纤维和钢材弹性模量基本一致，但碳纤维的抗拉强度是钢材的10倍左右，所以要充分发挥加固材料的强度，粘碳纤维需要加固构件产生更大的形变。也就是说，在小变形情况下，粘碳纤维加固应力滞后显着，所以当构件承载力相差较多时，应**选用粘钢加固;

B、碳纤维和钢材弹性模量基本一致，达到同样的力值，钢材截面要大的多，所以粘钢加固提高构件刚度的幅度要**过碳纤维加固。也就是说，若补充同样的抗弯能力，构件粘钢加固的挠度、裂缝宽度小于粘碳纤维加固的;

C、钢板上可以焊接锚筋，也可钻孔设植筋锚固，所以锚固方式较粘碳纤维灵活;

D、碳纤维轻、薄，施工简便，同样工程量，施工工期约是粘钢的40%。

E、碳纤维和钢材相比，属惰性材料，不锈蚀，也不易被有害介质

一、工程实例

某办公大楼主体为钢筋混凝土框架结构,建筑面积约6000 m2。该建筑分为3个区块,如图1所示。各个区块工程概况见表1。该建筑原为办公楼,现拟对其进行改造,1～3层改造为商场,3层以上改造为宾馆。

为详细了解建筑物现有的工程质量,改造前业主委托相关单位对该建筑主体结构进行全面的鉴定,内容包括结构变形、结构可视部分裂缝查看、混凝土强度及钢筋锈蚀、节点连接检查等。结果表明,除Ⅲ区块局部混凝土抗压强度未达到原设计强度等级外,其余均满足原结构设计要求。通过倾斜,办公楼的倾斜率较小,在《民用建筑可靠性鉴定标准(GB 50292-1999)》所要求的范围以内。另外,主体结构可视部分的裂缝也主要出现在填充墙上,梁、板、柱等主要受力构件未发现受力裂缝。对基础也进行了相应的质量,结果在正常范围以内。由于该建筑分别建于20世纪70年代和90年代,使用功能也有所改变,不能满足现行规范的要求。因此为了确保安全使用,满足使用功能要求,必须对该楼进行全面加固改造。

二、加固改造

(一)结构加固设计原则

加固改造方案除了要考虑建筑物实际情况,还要符合加固设计规范的要求,使加固后的建筑物满足使用要求及抗震构造要求。加固改造后使得建筑物使用年限延长,同时要考虑加固改造的工作量,节约造价。

(二)结构加固改造方案

1.框架梁、柱加固

Ⅰ、Ⅱ区块的建筑物设计建造于20世纪70 年代,为当地一个多层框架结构的办公楼。据了解,当时设计及施工都较为慎重,特别是施工过程中对建筑材料的要求达到了苛刻的地步,这一点可以从结构结果中表明。

Ⅰ区块柱网尺寸:开间为3m,进深为6m、5.3 m,中柱截面尺寸为300mm×600 mm,边柱截面尺寸为300 mm×500 mm,框架梁截面尺寸为250 mm ×550 mm。经结构计算复核表明原有框架梁、柱基本满足改造后使用荷载的要求,仅需对原有结构进行抗震及耐久性的处理。设计中考虑了两种方案:(1)碳纤维加固法;(2)粘贴钢板加固法。这两种加固方法均适用于一般情况下的受弯、受拉构件。由于受柱子截面尺寸等条件的限制,较后经比较,Ⅰ区块框架梁、柱加固拟采用碳纤维加固方式。同时,充分利用碳纤维加固法的施工工艺要求,在原有混凝土结构表面涂刷环氧树脂胶,将碳纤维织物紧密粘着于混凝土结构表面,使二者成为一个新的整体,共同受力。已加固的碳纤维布如在阳光的直接照射下粘结剂易老化,影响其结构强度和使用寿命,故需在碳纤维外侧再增设粉刷保护层。粉刷保护层施工需待树脂硬化后进行,此时可先刷一层胶并喷洒细砂,以增加其附着力。这样不仅完成了梁、柱的加固,还能在一定程度上提高结构抗震性能并满足耐久性的要求。

Ⅱ区块为10. 5m的单跨结构,开间为4. 2～6m不等,框架柱截面尺寸为350 mm×500 mm,框架梁截面尺寸为300 mm×870 mm。经结构计算复核表明原有框架柱基本满足改造后使用荷载的要求,框架梁配筋不足。因此,不仅需对原有结构进行抗震及耐久性的处理,还要对框架梁的承载力进行加固。框架柱仍采用碳纤维加固方式处理,加固时,使碳纤维布以环向围束方式缠绕在柱上,这样能较好地提高抗震性能。框架梁的加固方式从施工工艺、施工工期及造价等综合考虑,较后确定采用体外预应力进行加固,采用D15. 24低松弛钢绞线。在完成框架梁、柱的加固后,为保证其具有较好的耐久性,可在表面涂刷一层环氧树脂胶,并喷洒细砂,较后完成粉刷。

Ⅲ区块中框架柱截面尺寸为300mm×350mm、350 mm×350 mm, 框架梁截面尺寸为250 mm ×450 mm、250 mm ×570 mm。经结构计算复核表明原有框架梁、柱均不能满足改造后使用荷载的要求,因此需对原有梁、柱进行全面加固。框架柱加固考虑了加大截面法和粘钢法,由于加大截面法具有造价低、耐久性好等优点,但自重会有所增加,且施工工期较长。而后者的优缺点正好与前者相反。考虑到Ⅲ区块柱子加固范围较大,而且不沿街,具有一定的施工场点等条件,较后确定采用加大截面法加固。框架梁加固则考虑了加大截面法、碳纤维加固法及体外预应力法,由于原有建筑层高仅为3. 3 m,因此加大截面法首先被排除了。另外,Ⅲ区块结构均为单跨框架结构,原设计梁高不足,复核计算后,梁的挠度比较大,这样体外预应力加固成为可以选择。对于耐久性处理,仍采用了Ⅰ、Ⅱ区块的相同处理方法。

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摘　要：本文通过工程实例，描述了某商品住宅楼质量问题的和加固，可供处理同类工程结构质量问题时参考。

关键词：住宅;结构;加固

1. 工程概况

山东某市一单位住宅小区地处市区南面的在建商品房，共五幢，总建筑面积16937平方米，系多层砖混结构住宅楼，建于1992年至1995年，产权属于私房。由于房屋出现质量问题，住户投诉要求赔偿。该五幢住宅楼座西朝东呈条状，平面尺寸54m×11m。房屋为横墙承重体系，其