四川德陽(yáng)某學(xué)校實(shí)訓(xùn)大樓的抗震加固設(shè)計(jì)

葉正權(quán) 彭 敏

(1.四川攀枝花市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，四川攀枝花 617000; 2.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽(yáng) 618000)

1 加固工程概況

本項(xiàng)目位于四川省德陽(yáng)市商貿(mào)學(xué)校內(nèi)，該房屋為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋，長(zhǎng)76.7 m，寬21.5 m，平面呈矩形布置，各層層高3.6 m，房屋總高度18.7 m(從室外地坪算至五層屋面板頂);于2006年建成，作為實(shí)訓(xùn)大樓使用，于5·12地震破壞后，進(jìn)行了災(zāi)后結(jié)構(gòu)抗震鑒定，根據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，鑒定房屋安全等級(jí)為Au級(jí)。

2 檢測(cè)情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和委托方的委托要求，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè):結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件幾何尺寸檢查;建筑物的受損情況檢查;混凝土強(qiáng)度檢測(cè);地震破壞等級(jí)劃分;綜合抗震能力鑒定[1]。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，檢測(cè)情況如下:原德陽(yáng)市商貿(mào)學(xué)校實(shí)訓(xùn)大樓的結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件幾何尺寸與原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙相符，未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降情況，房屋整體未見(jiàn)傾斜。柱、梁及現(xiàn)澆樓板現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)裂縫，框架填充墻出現(xiàn)不同程度裂縫。

房屋主要震害表現(xiàn)如下:

1)框架填充墻在墻體中部、柱邊、梁下、洞口角部出現(xiàn)不同程度斜向、豎向、水平裂縫。

2)樓梯平臺(tái)處框架柱頂和頂層框架柱抹灰層出現(xiàn)斜裂縫，現(xiàn)場(chǎng)抹灰層敲開(kāi)未發(fā)現(xiàn)柱頂混凝土斜裂縫。

3)吊頂損壞脫落。

根據(jù)GB 50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)及GB 50223-2008建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，該受鑒定房屋按7度(第二組，0.10g)進(jìn)行抗震驗(yàn)算，按8度抗震措施進(jìn)行復(fù)核，房屋基本規(guī)則，?軸為單向框架，部分柱、個(gè)別梁配筋不足，多項(xiàng)抗震措施不滿(mǎn)足現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，該房屋綜合抗震能力不滿(mǎn)足抗震鑒定要求，應(yīng)對(duì)該房屋按照現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)[1]。

3 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

3.1 抗震加固設(shè)計(jì)原則

本項(xiàng)工程按抗震設(shè)防烈度7度(由于本工程為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)，抗震措施按8度)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)[2]，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，特征周期為0.40 s，本工程按《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)，加固后的后續(xù)使用年限為50年[3]。

3.2 抗震加固方案確定

框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)由于受力復(fù)雜，規(guī)范中為保證“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則，通常采取在柱端和梁端一定區(qū)域箍筋加密原則，防止節(jié)點(diǎn)區(qū)的脆性破壞，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能[3]。

本工程由于工期、資金、建筑功能及建筑耐久性方面的要求，對(duì)于加固方案提出了諸多限制，在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)多種加固方案進(jìn)行了比較，從而確定一種最佳加固方案采用加大截面加固方法[4]:該方法主要采用同種材料即混凝土和鋼筋對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的一種施工技術(shù)，其技術(shù)要點(diǎn)就在于用鋼筋混凝土來(lái)增大原混凝土結(jié)構(gòu)截面面積以提高結(jié)構(gòu)的承載力為目的的一種傳統(tǒng)方法[5]。

3.3 加固設(shè)計(jì)采取的措施

本工程屬多層公共建筑，建筑類(lèi)別:丙類(lèi)。平面為規(guī)則的矩形平面，按7度0.10g，局部為單向框架，采用增加框架柱方法處理，增加框架柱后，地震作用驗(yàn)算個(gè)別柱正截面驗(yàn)算不通過(guò)，部分柱斜截面驗(yàn)算不通過(guò)，部分框架梁縱筋不夠，采用加大截面法對(duì)柱、梁加固。

原基礎(chǔ)未受損，經(jīng)驗(yàn)算房屋地基和基礎(chǔ)滿(mǎn)足正常使用要求，在此設(shè)計(jì)不作處理。原設(shè)計(jì)10.800層以下部分框架柱斜截面抗震承載力不足，個(gè)別框架柱正截面抗震承載力不足，現(xiàn)以該部分柱為例應(yīng)用增大截面法進(jìn)行加固。具體做法如圖1，圖2所示。

圖1 柱加固剖面圖

圖2 柱加固1—1，2—2斷面圖

原設(shè)計(jì)?軸為單向框架(每層兩處)，不滿(mǎn)足《抗規(guī)》6.1.5條規(guī)定。現(xiàn)通過(guò)增設(shè)框架柱的方法予以調(diào)整，每層于②軸及?軸各增設(shè)一根框架柱，新增的框架柱基礎(chǔ)與原有基礎(chǔ)合并為雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)，與新增框架柱連接的框架梁原有配筋不能滿(mǎn)足要求，通過(guò)增大截面法或增加底筋和面筋的方法進(jìn)行加固。

原設(shè)計(jì)部分框架梁正截面抗震承載力不足，通過(guò)增加上部鋼筋和底部鋼筋的方法予以加固。

3.4 加固要求

1)所有新舊混凝土結(jié)合面，應(yīng)將原有構(gòu)件表面混凝土鑿毛沖凈，充分潤(rùn)濕，表面刷素水泥漿再澆筑新混凝土[6]。

2)小尺寸的混凝土構(gòu)件應(yīng)手工振搗密實(shí)，嚴(yán)禁不支模而直接抹在原有混凝土上[7]。

3)新增鋼筋需要鉆孔穿過(guò)原有混凝土構(gòu)件的，鉆孔時(shí)應(yīng)避免傷及原有鋼筋，鋼筋穿過(guò)后用A級(jí)結(jié)構(gòu)膠灌孔。

4)新增的框架柱KZ-1，澆筑前需按施工圖要求對(duì)指定梁卸荷。

5)因加固柱或加固梁而拆除的填充墻，采用MU5.0空心頁(yè)巖磚M5混合砂漿砌筑，砌筑時(shí)構(gòu)造按西南G701(四)8度抗震措施的要求，面層和門(mén)窗復(fù)原。

6)新增箍筋與箍筋焊接，基礎(chǔ)底筋與原有底筋焊接時(shí)，雙面焊接搭接長(zhǎng)度不小于5d，單面焊接搭接長(zhǎng)度不小于10d(d為較小鋼筋直徑)。

7)圖中未標(biāo)注的植筋深度不小于16d+2do(do為錨孔直徑)，且不小于100 mm，柱植入梁的縱向鋼筋和梁植入柱的縱向鋼筋必須做拉拔試驗(yàn)，植筋用膠應(yīng)采用A級(jí)結(jié)構(gòu)膠。

3.5 加固材料要求

鋼筋:鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。“130”為 HPB235鋼筋，“131”為 HRB335鋼筋，“132”為 HRB400鋼筋。

型鋼:角鋼和鋼板采用Q235B型。

化學(xué)錨栓:采用Q345鋼或4.8級(jí)化學(xué)錨栓。

焊條:HPB235級(jí)鋼筋與HPB235，HRB335級(jí)鋼筋焊接用E43型焊條，HRB335，HRB400鋼筋之間焊接用E50型焊條;Q235B鋼焊接用E43型。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)抗震加固的主要思路，具體分析了在新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的主要方法，通過(guò)對(duì)德陽(yáng)商貿(mào)學(xué)校實(shí)訓(xùn)大樓在5·12震后加固，選用加大截面對(duì)商貿(mào)學(xué)校實(shí)訓(xùn)大樓進(jìn)行加固，同時(shí)給出該工程的具體實(shí)施細(xì)節(jié);目前該工程經(jīng)加固后已達(dá)到抗震設(shè)防烈度7度(由于本工程為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)，抗震措施按8度)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義，對(duì)今后新規(guī)范下抗震加固設(shè)計(jì)具有參考意義。

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