多种加固方法在某校舍改造中应用研究.pdf

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1、多种加固方法在某校舍改造中应用研究秦士颖1，王晓军2(1．武汉科技大学城市学院，湖北武汉430083；2．中铁二局集团新运工程有限公司，四川成都610031)摘要：针对某校舍加固改造工程，介绍了钢筋混凝土加固方法以及混凝土增大截面、粘贴钢板和粘贴碳纤维的施工技术问题，讨论了不同构件加固方案：截面不足或重要构件采用增大截面加固法；一般梁构件不超筋时，选用粘贴钢板或粘贴碳纤维加固法；板构件采用粘贴碳纤维提高承载力；最后结合实际工程介绍了梁板柱构件加固方案。关键词：框架结构；加固方法；施工技术；工程实例中图分类号：nJ746．3文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2016)03一0083—0

2、2DOI：lO．3969／j．issn．1672—4011．2016．03．043O前言近年来地震对人民财产安全造成重大损害，其中汶川地震损害最为严重。汶川地震中，大量中小学校舍倒塌，造成严重人员伤亡，抗震救灾后人们普遍反思我国中小学校舍安全问题，其中国务院针对地震重点监视防御区、七度以上高烈度区等存在安全隐患的校舍进行抗震加固，使校舍达到重点设防类抗震设防标准⋯。中小学校舍多采用框架结构形式，主要因为校舍需要大开间、大采光窗的建筑形式，框架结构能较好的满足这种建筑形式心1。框架结构的主要震害有：倒塌、局部倒塌、填充墙破坏、柱端破坏，梁端破坏、楼梯问破坏等口1；产生震害的原因有：单向单跨框架梁

3、柱或节点配筋不满足要求、轴压比不满足要求、“强柱弱梁”要求不满足、填充墙与框架主体结构的连接不满足要求等HJ。针对这种现象，许多学者对框架消能减震进行研究，如苏冠兴等呤’采用设置粘滞流体阻尼器加固，地震反应减小了30％；邓雪松等旧1采用消能立柱加固单跨框架结构；高向宇等¨1采用防屈曲支撑对单跨多层混凝土框架教学楼减震加固设计；申波等哺1采用防屈曲支撑对底部框架一抗震墙砖房加固进行研究；段贵明等一，在框架结构加固方法中对抗震墙和加支撑进行了对比研究；唐兴荣等¨训得出填充墙能提高框架结构的抗侧刚度和水平峰值荷载，使框架结构的变形由剪切型逐渐转变为弯剪型。实际工程复杂多变，尚需考虑更多因素。针对某校

4、舍加固改造工程，提出截面不足或重要构件采用增大截面加固法；梁构件不超筋时，选用粘贴钢板或粘贴碳纤维加固法；板构件采用粘贴碳纤维加固法。结合工程实际提出增大截面、粘贴钢板和粘贴碳纤维法施工技术问题。l工程实例某校舍主体为6层(局部5层)框架结构，修建于2007年，总建筑面积2317．68m2，建筑总高20．40m，1层～2层层高均为3．6m，3层一6层层高均为3．3m，长度35m，宽度11．6m，见图l。依据GB50292一1999《民用建筑可靠性鉴定标准》和GB50023—2009《建筑抗震鉴定标准》的鉴定报告，基础为作者简介：秦士颖(1985一)，女，山东枣庄人，硕士，助教，主要从事土木工程

5、教学工作。柱下独立基础，地基基础评级为Asu，上部承重结构评级为Asu，该建筑不满足场地类别Ⅱ类，7度乙类抗震重点设防要求。依据甲方要求，第6层8一11轴由原来教室改造为书库，其他房间不改变使用功能，加固完成后其后续使用年限为50年。图l结构平面布置图局部房间由原来教室改造为书库，楼面活载2．5kN／m2增加到5kN／m2，经计算发现有以下不足：①部分柱箍筋直径、配筋率偏小，柱延性不足；②柱纵向受力钢筋配筋不足，柱承载力不足；③改造房间梁承载力不足；④改造房间板承载力不足；⑤楼梯间设置在建筑端部，楼梯间填充墙需要加固。2加固方案GB50367—2013《混凝土结构加固设计规范》中规定构件的加固

6、主要有增大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法和预应力碳纤维复合板加固法。适用于提高混凝土延性和抗震能力的主要有外包型钢加固法、绕丝加固法和增加支撑法。抗震加固设计后，原则上不能影响后续使用，增加支撵方法技术先进，然而国内大面积工程使用尚未出现，支撑节点形式还有待研究。结合工程实际，提出以下方案：主体抗震能力不足，采用柱增大截面法加固；改造房间局部荷载增大较多，计算后梁截面没有超筋，采用粘贴钢板加固，钢板U型箍一钢板压条及锚栓附加锚固；改造房间局部板进行加固，板配筋有富余，需要提高承载能力不多，采用粘贴碳纤维片加固，碳纤维片压条锚固。3加固施工技术3．1混凝土构件加

7、固根据<混凝土结构加固构造图(上册)>《混凝土结构加固改造构造图(基础及结构加固)>和<房屋建筑加固(一)》(中小学校舍抗震加固)的要求，制定柱增大截面、梁粘贴钢板和板粘贴碳纤维的施工技术要求。1)柱构件增大截面。柱的加固方案如图2～5所示。施工时注意事项：①轴压比超限的柱采用增大截面法加固，混凝土强度等级应比原柱提高一级；②新增纵向受力钢筋应四面围套，并在加固楼层范围内应通长设置，中间不得断开；