許慶文

濟(jì)源市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站（454900）

洞口新增梁加固設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

許慶文

濟(jì)源市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站（454900）

基于增大截面法在結(jié)構(gòu)加固改造中的推廣應(yīng)用，結(jié)合某樓板部分區(qū)域無(wú)損開洞后板邊新增混凝土梁體加固的工程實(shí)例，研究了新增梁端節(jié)點(diǎn)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)及施工注意事項(xiàng)，該成果可為類似加固工程的提供相應(yīng)的技術(shù)參考。

擋土墻；無(wú)損開洞；組合加固；化學(xué)植筋

0 引言

在建筑結(jié)構(gòu)全壽命服役過程中，因使用功能的改變需對(duì)該建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造是一種特別普遍的現(xiàn)象。例如，在某現(xiàn)澆樓板區(qū)域新增垂直電梯，需對(duì)該樓板進(jìn)行無(wú)損切割，切割后該結(jié)構(gòu)傳力路徑發(fā)生較大變化，即該樓板某一側(cè)或者兩側(cè)失去受力支撐點(diǎn)，僅靠板筋難以滿足其結(jié)構(gòu)受力，進(jìn)而導(dǎo)致樓板產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，甚至使結(jié)構(gòu)完全喪失使用功能，具有極大的安全隱患。因此，研究樓板開洞后新增梁體，特別是新增梁端節(jié)點(diǎn)加固設(shè)計(jì)具有較大的經(jīng)濟(jì)利益和較高的社會(huì)效益，這也是一個(gè)實(shí)用、緊迫且復(fù)雜的研究課題。

該工程為漯河市某家居購(gòu)物廣場(chǎng)，建筑面積11 207.80 m2，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，地上四層，基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。由工程施工圖紙可知，原建筑設(shè)計(jì)為一大型購(gòu)物商場(chǎng)，因國(guó)家政策及市場(chǎng)因素，該建筑使用功能變更為某大型家居生活館，要在某樓板結(jié)構(gòu)區(qū)域新增大型貨梯，故需對(duì)樓板進(jìn)行無(wú)損靜力切割，新增一受力梁體。該結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，柱、梁、現(xiàn)澆板均為C30，混凝土保護(hù)層厚度按GB 50010—2010[1]一類環(huán)境厚度取值。該樓板的原設(shè)計(jì)厚度為100 mm，受力鋼筋為Ф8@150 mm雙層雙向，樓板切割后，其受力性能不滿足GB50010—2010[1]，故需進(jìn)行加固處理。

1 加固方案的設(shè)計(jì)

1.1 梁體設(shè)計(jì)

新增梁截面尺寸及配筋可參照該結(jié)構(gòu)同跨度的受力梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)試算,取截面尺寸為250 mm× 550 mm；同時(shí)，該結(jié)構(gòu)受力梁配筋面積比參照梁提高20%進(jìn)行配筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C35，箍筋沿梁全長(zhǎng)加密[2]。

1.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

依據(jù)規(guī)范GB 50367—2013[3]，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)主要考慮化學(xué)植筋錨固深度及集中荷載對(duì)梁體受力的影響。

1）受拉區(qū)化學(xué)植筋錨固深度，植筋膠采用A級(jí)膠體。

基本錨固深度：

錨固深度修正系數(shù)：

位移延性修正系數(shù)ψae=1.10，七度區(qū),一類場(chǎng)地。

錨固深度設(shè)計(jì)值ld=ψN·ψae·ls=1.1·1.10·389.2= 470.9 mm

因端部支撐點(diǎn)梁體截面寬度為350 mm，其錨固深度不滿足設(shè)計(jì)要求,需在鋼筋端部做機(jī)械錨固，即在鋼筋端部機(jī)械套絲,采用450 mm×200 mm×16 mm鋼筋機(jī)械錨固，其他與之配套[4]。

2）受壓區(qū)化學(xué)植筋錨固深度，植筋膠采用A級(jí)膠體。

受壓區(qū)錨固長(zhǎng)度：

端部支撐點(diǎn)梁體截面寬度為350 mm，滿足設(shè)計(jì)要求，故受壓區(qū)錨固長(zhǎng)度為250 mm。其節(jié)點(diǎn)加固示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 新增梁斷面圖

圖2 節(jié)點(diǎn)剖面圖

1.3 節(jié)點(diǎn)承載力加固

為提高新舊梁節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的節(jié)點(diǎn)承載力，需對(duì)節(jié)點(diǎn)采用粘鋼法進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，其節(jié)點(diǎn)加固示意圖如圖3、圖4所示。

圖3 節(jié)點(diǎn)加固立面圖

圖4 節(jié)點(diǎn)加固剖面圖

2 結(jié)論

通過對(duì)樓板部分區(qū)域無(wú)損開洞后板邊新增混凝土梁體加固的工程設(shè)計(jì)實(shí)際案例，該方案對(duì)于受力梁體不僅考慮梁體受彎、受剪承載力，還考慮二次澆筑后20%的施工誤差損耗；對(duì)于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，不僅考慮受拉區(qū)、受壓區(qū)錨固長(zhǎng)度，對(duì)于不滿足錨固長(zhǎng)度要求的化學(xué)植筋，提出采用機(jī)械錨固方法；對(duì)于節(jié)點(diǎn)區(qū)承載力，提出采用粘鋼加固法對(duì)其節(jié)點(diǎn)核心區(qū)進(jìn)行加固。經(jīng)過施工后的結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)，該方法效果良好，故該加固設(shè)計(jì)方法可為類似工程的方案設(shè)計(jì)制定及計(jì)算分析提供相應(yīng)的技術(shù)參考。

[1]GB 50010-2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

[2]黃興棣,田煒,王永維,婁宇.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3]GB 50367-2013,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013.

[4]GB 50550-2010,建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.