鋼筋混凝土框架加固處理-典尚設(shè)計(jì)

1、鋼筋混凝土框架加固處理宜興市某車間為現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，其平面布置及框架示意見圖9-9-1、9-9-2。該工程于1988年4月開工，當(dāng)年12月竣工并交付使用。1990年8月發(fā)現(xiàn)屋面梁出現(xiàn)裂縫，對屋面梁和樓面進(jìn)行全面檢查發(fā)現(xiàn)，所有屋面程度不同地存在裂縫，但樓面發(fā)現(xiàn)裂縫。各屋面梁的裂縫情況基本相似，圖9-9-3、9-9-4為屋面梁裂縫的實(shí)測情況。所有裂縫均具有如下特征：與梁的內(nèi)力分布吻合呈間斷狀態(tài)；兩頭小中間大；梁的兩側(cè)同一位置均有裂縫。第1章裂縫原因分析9-9-1-1原始設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核3層框架屋面22.4kN/m，活載2kN/m，混凝土強(qiáng)度等級為C20。經(jīng)計(jì)算最大剪力為112.7kN，梁的實(shí)

2、際抗剪能力為130.3kN；跨中最大正彎矩為96.6kNm，應(yīng)配筋7.95cm2，實(shí)際配筋7.63cm2；最大負(fù)彎矩為138.1kNm，應(yīng)配筋10.05cm2，實(shí)配11.37cm2?；痉显O(shè)計(jì)規(guī)范要求，但承載能力無太多富余。9-9-1-2施工施工正值基建，各種建筑材料供應(yīng)緊張，屋面所用的鋼材、水泥的質(zhì)量保證是后補(bǔ)的，水泥系某小廠產(chǎn)品。所用石子、砂的含泥量亦超出規(guī)定，砂為粉砂。屋面做混凝土試塊，且混凝土配料時(shí)未加計(jì)量，僅憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。屋面梁混凝土澆筑完后12h就拆側(cè)模，24h多孔板就安裝完畢。4. 屋面梁混凝土未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。測定屋面梁的實(shí)際配筋及混凝土強(qiáng)度等級經(jīng)檢查，配筋規(guī)格和數(shù)量完全符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

3、要求?；炷翉?qiáng)度等級經(jīng)江蘇省建筑科學(xué)采用回彈-超聲綜合測強(qiáng)法測定發(fā)現(xiàn)，3層部分屋面梁、柱大大低于C10，2層部分屋面梁、柱為C1 0左右，其他層梁、柱混凝土強(qiáng)度等級為C15左右。裂縫原因根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ10一89）的規(guī)定：“當(dāng)梁的截面高度超過700mm時(shí)，在梁的兩側(cè)面沿高度每隔300400mm，應(yīng)設(shè)置1根直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造鋼筋”。該工程屋面梁高度為750mm，按規(guī)范應(yīng)設(shè)置腰筋，而設(shè)計(jì)時(shí)未考慮這一點(diǎn)，這就有可能因混凝土收縮導(dǎo)致梁腹中出現(xiàn)橫向裂縫。事實(shí)上，屋面梁上裂縫呈兩頭小中間大的形狀或許正是由于未配腰筋的緣故。所用原材料質(zhì)量較差，特別是砂、石子含泥量較大，砂又為細(xì)砂，無

4、質(zhì)量保證單的小廠生產(chǎn)的水泥質(zhì)量亦無法保證，使混凝土強(qiáng)度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在澆屋面梁時(shí)氣溫較高、風(fēng)速較大、濕度一般的情況下，混凝土未加養(yǎng)護(hù)，勢必加大混凝土的收縮而風(fēng)時(shí)的4倍。裂縫。據(jù)有關(guān)資料記載，一般情況下，當(dāng)風(fēng)速為16m/s時(shí)，混凝土的干燥速度為無4.在事先未對模板和支撐作任何計(jì)算和混凝土的強(qiáng)度尚不太高的情況下，過早拆除側(cè)模并安裝屋面板，使混凝土受損傷較重，導(dǎo)致微裂縫擴(kuò)展。5.配制混凝土?xí)r沒有計(jì)量，未根據(jù)實(shí)際的水泥標(biāo)號、砂石的含水量和含泥量折算、試配，施又誤認(rèn)為屋面荷載較小，可降低混凝土強(qiáng)度等級，導(dǎo)致混凝土實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度相差較工大。資料表明，2期的混凝土強(qiáng)度為28d混凝土強(qiáng)度的1.5倍左右

5、，而實(shí)測混凝土的強(qiáng)度等級小于C10，可見施工時(shí)混凝土強(qiáng)度極低。此外，檢查時(shí)鏟除梁表面粉刷層發(fā)現(xiàn)某些裂縫中含有石灰，證明施工時(shí)梁業(yè)已出現(xiàn)裂縫。從承受荷載極小的連系梁上亦出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象說明，溫度變化亦是引起裂縫的原因。通常宜興市冬天最低氣溫都在0以下，施工時(shí)（夏天）與冬天的溫差大于30，因而隨溫度的下降就會產(chǎn)生310-4的相對收縮，加上混凝土硬化時(shí)總的收縮達(dá)610-4，在混凝土強(qiáng)度等級很低的情況下，就會因抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致梁出現(xiàn)裂縫。第2章加固處理9-9-2-1對裂縫危害的估計(jì)從上述對裂縫原因分析、混凝土強(qiáng)度的實(shí)測結(jié)果及裂縫示意圖可看出，屋面徹底破壞，不能再繼續(xù)使用，必須立即采取臨時(shí)加固措施，以免裂縫

6、擴(kuò)展而引起結(jié)構(gòu)破壞。9-9-2-2加固時(shí)需考慮的幾個(gè)該工程已交付使用，一、二層內(nèi)流水線已正常生產(chǎn)，不得影響使用；加固后必須滿足原設(shè)計(jì)“有較高的耐火和耐腐蝕性”的要求；不能影響原有的使用功能；必須經(jīng)濟(jì)、安全、可靠；.頂層柱必須同時(shí)加固。9-9-2-3加固方案方案一：拆除頂層，重新加固。該法雖能治標(biāo)治本，但造價(jià)較高，工期較長，且施工時(shí)如遇下雨可能會因樓面滲漏而影響下層的正常生產(chǎn)，故該法取。方案二：改變屋面梁的受力體系。通過增設(shè)支點(diǎn)（柱或托架）的辦法使結(jié)構(gòu)的受力體系改變。可采用圖9-9-5、9-9-6所示的加固方法。然而，由于混凝土強(qiáng)度等級極低，且不易測定，給計(jì)算帶來不便，而且梁上部鋼筋較少，需加密

7、支座才能承受負(fù)彎矩。此外，該加固方案限制了車間內(nèi)的通行，影響生產(chǎn)。按圖9-9-5加固亦給樓面梁帶來了不安全。故此方案不可取。方案三：加固頂層柱、澆筑附加屋面梁。本工程采用此方案。9-9-2-4屋面梁的加固在原有屋面梁兩側(cè)各加150mm750mm的鋼筋混凝土梁，原有承受自重，屋面荷載均由新加梁承擔(dān)。每根后澆配置主筋412+220（圖9-9-7），邊跨梁的一端支承在磚壁柱上，鑿去部位原有圈梁混凝土（圈主筋保留）及部分墻體，后澆；梁的另一端支承在加固柱的12號槽鋼上（圖9，9-8）?；炷劣晌菝姘?灌入，其強(qiáng)度等級為C20。梁的加固簡圖如圖9-9-7。9-9-2-5頂層柱的加固經(jīng)驗(yàn)算，除頂層柱外，其

8、他層的柱均滿足強(qiáng)度要求，故僅對頂層柱進(jìn)行加固（圖9-9-8）。加固時(shí)鑿去原有柱內(nèi)主筋的混凝土保護(hù)層，露出所有箍筋及主筋，在柱四角包506角鋼，其上端部分后澆梁，下端直抵樓面，支承在下層柱上（因下層柱比上層柱截面大），并將角鋼與柱內(nèi)部分箍筋焊接處作為臨時(shí)固定，然后在柱四邊焊接304300鋼板聯(lián)結(jié)4根角鋼。柱頂垂直于梁的方向焊接100638，其上沿梁長方向焊接長650mm的12號槽鋼以支承后澆屋面梁。柱的四周立模后澆C25混凝土。經(jīng)按外包角鋼加固柱的正截面承載力計(jì)算公式驗(yàn)算，其強(qiáng)度滿足要求。驗(yàn)算時(shí)不考慮外架與原柱的共同工作；外包角鋼構(gòu)架與原柱所受外力按各自剛度比例分配，并適當(dāng)考慮后澆混凝土的承載力。9-9-2-6加固注意事項(xiàng)加固梁的混凝土強(qiáng)度等級為C20，必須先進(jìn)行試配。加固梁的混凝土從灌入，屋面板在支座處沿板孔鑿出槽孔