計(jì)建華　（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽　合肥　230001）

典型加固方法在某小區(qū)加固工程中的應(yīng)用

計(jì)建華（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽合肥230001）

某小區(qū)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，經(jīng)復(fù)核驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的整體指標(biāo)及部分構(gòu)件的承載力不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，文中采用了幾種典型的加固方法對(duì)結(jié)構(gòu)的梁、柱、墻構(gòu)件實(shí)施了加固，包括增大截面法、粘貼碳纖維加固法、粘貼鋼板加固法。經(jīng)過(guò)上述加固方法處理并經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)收后，該小區(qū)的結(jié)構(gòu)安全性得到了良好的保障。

增大截面法；粘貼碳纖維加固法；粘貼鋼板加固法

1　工程概況

本工程由外圍6棟住宅樓與中間3棟商業(yè)樓組成，商業(yè)樓為4層，均為住宅樓的裙房，地下2層，總建筑面積148170.9m2。住宅樓結(jié)構(gòu)形式均為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，其中住宅框架及剪力墻抗震等級(jí)均為二級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。商業(yè)部分均為框架結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為二級(jí)。基礎(chǔ)形式均為人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。建筑參數(shù)見(jiàn)表1。

建筑參數(shù)　表1

該工程施工到四層時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)某些批次混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，建設(shè)單位委托檢測(cè)單位對(duì)該樓已建部分進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)采用回彈結(jié)合鉆芯修正法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行批量檢測(cè)，最終得出各單體的部分構(gòu)件實(shí)體檢測(cè)混凝土強(qiáng)度推定値不滿足設(shè)計(jì)要求，豎向構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定値與設(shè)計(jì)值最大可相差2個(gè)等級(jí)以上，梁的混凝土強(qiáng)度推定値與設(shè)計(jì)值相差基本保持在2個(gè)等級(jí)以內(nèi)，少數(shù)區(qū)域的混凝土強(qiáng)度甚至未達(dá)到C20?？紤]施工時(shí)梁板同時(shí)澆筑，在復(fù)核驗(yàn)算時(shí)，板的混凝土強(qiáng)度推定値取值與梁相同。

建設(shè)單位拿到檢測(cè)報(bào)告且經(jīng)原設(shè)計(jì)單位同意后，委托我院對(duì)該項(xiàng)目已建部分進(jìn)行復(fù)核并處理。

2　處理思路與步驟

處理思路：對(duì)已建部分用混凝土強(qiáng)度使用實(shí)際實(shí)測(cè)值，對(duì)未建部分使用原設(shè)計(jì)值，將全樓重新電算一遍（第一次復(fù)核），整理出已建部分不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；對(duì)不滿足計(jì)算要求的構(gòu)件進(jìn)行加固；然后，用加固后的構(gòu)件截面與未建部分組裝模型對(duì)全樓再整體復(fù)核計(jì)算，并反復(fù)調(diào)整使加固后的模型整體參數(shù)及內(nèi)力配筋等均滿足規(guī)范要求（第二次復(fù)核）。

3　加固設(shè)計(jì)

按照上述處理思路與步驟的第一次復(fù)核結(jié)果顯示，主要存在如下問(wèn)題。

部分框架柱的軸壓比最大值達(dá)到0.99，超出《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第6.4.2條要求的二級(jí)框架柱軸壓比限值0.85的16.5%；個(gè)別剪力墻軸壓比為0.61，超出《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.2條要求二級(jí)剪力墻軸壓比不宜大于0.6。

部分柱實(shí)際配筋也不滿足計(jì)算要求，部分框架梁、次梁抗彎抗剪承載力不滿足要求；樓板可以滿足設(shè)計(jì)承載力使用要求。

針對(duì)此次復(fù)核結(jié)果，加固設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件的不同情況采取不同加固方案，具體如下。

3.1框架柱的加固采用增大截面法

鑒于豎向構(gòu)件軸壓比不滿足規(guī)范要求，故豎向構(gòu)件的延性大幅度較低，采取常用的增大截面法試算后發(fā)現(xiàn)柱截面只需增大較小尺寸即可滿足軸壓比限值要求，且經(jīng)與建筑設(shè)計(jì)人員和建設(shè)單位溝通后，所增大的截面并未妨礙建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的要求和使用功能。

框架柱增大截面法按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）第五章偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式5.4.2。

公式中的α1取1；fcc為新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)值（N/mm2），近似按fcc=1/2（fc0+0.9fc），fc、fc0分別為新舊混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。

用第二次復(fù)核算出的被加固框架柱的內(nèi)力，代入上式即可得出新增鋼筋的截面面積。為了保證新舊混凝土的共同工作，在柱增大截面法中除混凝土表面鑿毛、刷界面劑外還在柱每邊采用新增混凝土中植入拉筋錨入原構(gòu)件的方法，加固設(shè)計(jì)詳圖見(jiàn)圖1。

圖1　四面加固

由于剪力墻軸壓比超規(guī)范限制不多（小于5%），且墻肢較短。我們加固主要為了提高剪力墻的延性，因此對(duì)于這些軸壓比接近限值的剪力墻參照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）第十章8節(jié)“提高柱的延性加固”，對(duì)這些剪力墻采取環(huán)向粘貼碳纖維布加固法。

3.2梁的加固采用粘貼碳纖維布、粘貼鋼板法

①第一次復(fù)核驗(yàn)算中發(fā)現(xiàn)，大部分混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的梁均存在不同程度的抗彎、抗剪承載力不足現(xiàn)象。按照承載力相差程度大小，梁的加固方案采取3種不同的方法，分別為：碳纖維布加固法；粘貼鋼板加固法；增大截面法。

碳纖維布受彎加固采用的計(jì)算公式按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》第十章10.2.3。

用第二次復(fù)核算出的被加固框架梁的內(nèi)力代入上式，即可得出所需碳纖維布的有效截面面積。梁采用碳纖維布加固的設(shè)計(jì)詳圖如圖2。為了增加梁的抗剪能力并加強(qiáng)梁底碳纖維布在端部的錨固能力，在梁側(cè)增加單層碳布U型箍，U型箍間距50mm，寬度100mm。對(duì)于U型粘貼形式，還需在上端粘貼縱向碳纖維片材壓條［4］，當(dāng)梁高大于600時(shí)，采用4mm厚鋼板壓條固定。

圖2　框架梁底及梁側(cè)粘貼碳布加固大樣

②考慮到碳纖維布多層粘貼時(shí)受施工質(zhì)量影響的因素較大，當(dāng)梁粘貼碳纖維布的層數(shù)超過(guò)2層時(shí)，碳纖維并不能完全發(fā)揮其承載力。當(dāng)需要的碳纖維布超過(guò)2層時(shí)，采用粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板受彎加固采用的計(jì)算公式按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》第九章9.2.3。

用第二次復(fù)核算出的被加固框架梁的內(nèi)力代入上式，即可得出所需鋼板的有效截面面積。粘貼鋼板加固法的設(shè)計(jì)詳圖如圖3。

圖3　梁底粘貼鋼板加固詳圖

第二次復(fù)核結(jié)果顯示：通過(guò)上述加固方法進(jìn)行加固后，各單體的整體剛度比加固前得到了提高，結(jié)構(gòu)位移比、層間位移比等參數(shù)都滿足有關(guān)規(guī)范要求。

4　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在商品混凝土全面普及，而混凝土廠家對(duì)外加劑的使用不當(dāng)以及現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中混凝土養(yǎng)護(hù)不到位、過(guò)振、甚至用錯(cuò)部位等情況時(shí)常發(fā)生，混凝土強(qiáng)度問(wèn)題在工程質(zhì)量事故中的比例越來(lái)越多，本工程的加固設(shè)計(jì)過(guò)程及方法對(duì)處理類似問(wèn)題有很好的借鑒作用。

［1］GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB50367-2013，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

TU746.3

B

1007-7359（2016）04-0099-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.038

計(jì)建華（1973-），男，安徽肥東人，畢業(yè)于安徽建筑大學(xué)，學(xué)士；高級(jí)工程師，國(guó)家注冊(cè)一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師。