【摘 要】結(jié)合實際工程對磚混結(jié)構(gòu)的檢測和抗震加固進行分析,重點對混凝土的檢測及強度推定作了誤差處理和數(shù)據(jù)分析研究,根據(jù)檢測結(jié)果對結(jié)構(gòu)進行分析并提出可靠的加固方法。
【關(guān)鍵詞】抗震加固;檢測;分析研究
1 前言
一些建筑物年代已久,為了保證其安全使用,有必要對其進行檢測和抗震加固分析,以便找到合適的方法對其進行改造或加固。以某高校五號教學(xué)樓為例,三層磚混結(jié)構(gòu),平面呈工字型,建筑面積3600m2,工程始建于1953年,已超過設(shè)計使用年限,現(xiàn)存圖紙不完整,磚砌體、混凝土強度等未知,為安全使用,保證結(jié)構(gòu)的可靠性,對其結(jié)構(gòu)作檢測,加固分析。
2 磚混結(jié)構(gòu)的檢測
2.1 砌筑用磚及砂漿強度檢測
磚砌體及砂漿強度檢測采用回彈法,經(jīng)檢測評定磚的強度等級為MU7.5。墻體的砌筑砂漿評定等級強度為M1,對墻體外觀檢查發(fā)現(xiàn)有個別墻體構(gòu)件存在砌筑砂漿不飽滿,未發(fā)現(xiàn)墻體構(gòu)件有明顯開裂、變形等結(jié)構(gòu)性損壞現(xiàn)象。
2.2 梁板混凝土強度檢測
混凝土強度檢測采用鉆芯法,芯樣直徑70mm,高寬比1∶1。綜合考慮檢測費用及鉆芯法檢測對結(jié)構(gòu)有一定的損傷,不可能大面積取芯,故對每層梁、板分別抽取四個構(gòu)件進行檢測。目前《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS03:88)中只對單個構(gòu)件的強度評定作了規(guī)定,對整個建筑的混凝土強度等級的推定并未規(guī)定。本工程因使用年限較長,構(gòu)件外部混凝土由于老化及環(huán)境影響等原因,構(gòu)件混凝土強度內(nèi)外將不均,如本工程梁寬350mm,簡單的從構(gòu)件外面取芯來檢測混凝土強度將不能代表梁混凝土強度的實際情況,經(jīng)多方研究考察決定對梁按如下方法取樣:即對梁每次取芯長度加長到兩個試件長度,從中間分為兩個試件,分別測其強度,這樣取更具有代表性,由取樣檢測數(shù)據(jù)及混凝土芯樣強度可以看出內(nèi)部芯樣混凝土強度明顯比外部芯樣混凝土強度高,也驗證了本取樣方法的合理性。板的厚度一般較小所以對板的取樣可按規(guī)程規(guī)定方法取樣。
3 抗震加固分析
3.1 墻體抗剪承載力驗算
由檢測結(jié)果知砂漿強度偏低,依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-20010)采用底部剪力法驗算墻體的抗剪承載力,由墻體驗算結(jié)果可以看出,縱橫墻都有局部承載力不足的問題,主要集中在房屋的四角、樓梯間,窗間墻以及內(nèi)縱墻和局部橫墻,故需對不滿足承載力的墻體進行加固處理。
3.2 加固方案
本建筑由于設(shè)計時沒有設(shè)置構(gòu)造柱及圈梁,內(nèi)外墻連接處也沒有設(shè)置拉結(jié)筋,經(jīng)抗震鑒定墻體局部抗剪承載力不足。因在使用期間曾用鋼拉桿對結(jié)構(gòu)整體進行過一次加固,目前墻體自身承載力與所需要的承載力相差不大。綜合考慮加固費用及效果和施工操作等因素,最后決定選用增加構(gòu)造柱法,鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層法對結(jié)構(gòu)進行加固。上述方法工藝簡單,施工方便,加固效果可滿足工程需要,后期的維護少。具體加固方法如下:
3.2.1 鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固墻體
鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固墻體是一種傳統(tǒng)的加固方法,加固后整片墻體抗剪能力、抗彎能力均明顯提高,增加了墻體抵抗水平地震作用的能力;可加強外墻與樓板的連接,增強房屋的整體性,增加應(yīng)力集中部位的抗力;增加墻體抵抗溫度與收縮變形的能力。
為不改變外部建筑立面造型,對外墻采用單面加固,內(nèi)墻采用雙面加固,加固部位主要集中在樓梯間,房屋四角,局部承載能力不夠的縱橫墻。
考慮到實際墻體的承載力與需要的抵抗承載力相差不是很大,故鋼筋網(wǎng)水泥砂漿做法可滿足要求。墻體加鋼筋網(wǎng)時,應(yīng)采用噴涂方法,施工簡便,質(zhì)量也易保證。面層的材料和構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:面層的砂漿強度等級應(yīng)采用M10,鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層的厚度為35mm,鋼筋外保護層厚度不應(yīng)小于10mm,鋼筋網(wǎng)片與墻面的空隙不應(yīng)小于5mm,鋼筋網(wǎng)的直徑為6mm,網(wǎng)格尺寸為300mm×300mm。鋼筋網(wǎng)片加強墻體鋼筋應(yīng)每兩根豎筋穿過樓板一根,在墻體頂部雙面加強墻體的豎向鋼筋應(yīng)焊接閉合。單面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用直徑6mm的L形錨筋,用水泥砂漿固定在墻體上,雙面加面層的鋼筋應(yīng)采用直徑6mm的S形穿墻筋連接,L形錨筋的間距為900mm,S形穿墻筋的間距為900mm,并且呈梅花狀布置。應(yīng)使鋼筋網(wǎng)的豎向筋穿過連接板面上下貫通,至少應(yīng)有1/3的鋼筋穿過;墻體水平鋼筋應(yīng)深入與該墻垂直的墻內(nèi),鑿洞錨入,使兩面拉結(jié)牢靠,一般應(yīng)有不少于1/4的鋼筋錨入墻內(nèi)。鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇有門窗洞口時,單面加固宜將鋼筋彎入窗洞側(cè)邊錨固,雙面加固宜將兩側(cè)橫向鋼筋在洞口閉合。
鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層宜按下列順序施工:
1)原墻面清底,去除原有粉刷層、對原有損壞進行必要的處理;
2)鉆孔:對嵌固或穿越原墻體的孔洞、周邊與附近構(gòu)件墻體相連接的孔洞進行電鉆打孔;
3)用鋼絲刷和壓力水將原墻面刷洗干凈,并在砌體加固面刷素水泥砂漿;
4)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并安設(shè)錨筋嵌塞水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿;
5)澆水濕潤墻面,并清除浮渣雜物,逐層摸水泥砂漿;
6)硬結(jié)后進行養(yǎng)護;
7)在墻面進行裝飾施工;
為保證加固層與原墻面間的可靠粘結(jié),原墻體的清理工作應(yīng)注意下列各點:
1)原墻面酥堿腐蝕嚴(yán)重時,應(yīng)清除松散部分,已松動的勾縫砂漿應(yīng)剔除。嚴(yán)重破損部分應(yīng)局部拆除重砌,并用1∶3水泥砂漿抹面;
2)原墻面強度較低時、粘結(jié)不牢的粉刷層,石灰砂漿層、青苔和油污應(yīng)鏟除;
3)粘結(jié)良好無空鼓的的原有水泥砂漿抹面層可不鏟除,但應(yīng)鑿毛,并將表面油污等刷洗干凈;
4)清水墻面應(yīng)用高壓水沖刷干凈。
3.2.2 增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造性
由于本建筑沒有設(shè)置構(gòu)造柱,不滿足抗震設(shè)計規(guī)范構(gòu)造要求,故應(yīng)該按構(gòu)造要求設(shè)置構(gòu)造柱。應(yīng)按構(gòu)造要求設(shè)置構(gòu)造柱。設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱具體做法:混凝土強度等級采用C25,截面350×350mm,配置6根HRB335鋼筋。沿構(gòu)造柱,每一米與墻體進行拉結(jié)。用直徑6mm的HPB鋼筋每1m繞過已清除20mm磚縫砂漿垛進入墻和構(gòu)造柱拉結(jié),磚縫應(yīng)用M10水泥砂漿重新勾縫。
首層構(gòu)造柱應(yīng)自設(shè)基礎(chǔ)做法詳見圖3-1。構(gòu)造柱施工時如發(fā)現(xiàn)有部分梁上下軸線定位有誤差,應(yīng)保證構(gòu)造柱定位上下一致。能通過樓板的鋼筋通過,不能通過的鋼筋應(yīng)植筋