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板墙加固法在既有砌体结构建筑抗震加固中的研究与应用

张长国
  
科创媒体号
2024年10期
四川金石建筑工程设计有限公司 四川省眉山市 620500

摘要:分析临近或已达使用年限的砌体结构的抗震性缺陷,评估了该建筑物的抗震技术不足项目,并采取改进的抗震设计措施。本文以某高等学院学生住宿楼为例,对板墙加固技术既有砌体结构建筑抗震加固问题进行研究,并将方法的优点、施工工艺、方法、细节构造、应用要点加以探讨,以期为相关单位提供参考。

关键词:砌体结构;板墙加固法;抗震加固;研究

引言

长期使用的砌体结构建筑物,其抗震性能无法达到国家相关标准,亟待对结构予以抗震加固措施,一般选择设圈梁、构造柱的方法,钢筋混凝土板墙的加固技术,具有其独特的应用优势,而普通的混凝土板墙加固,指对需提升抗震水平的现有建筑,在合适的位置增设钢筋混凝土板墙,与拉结钢筋同时担负建筑静载与动载。

1抗震加固设计的难点分析

抗震加固设计之前要参照鉴定报告,分析现有结构的不足。若墙体受压力差因砖、砂浆的标号过小所致,则可用墙体/双面钢丝网加固法。有效选择既有建筑物的加固改造方案是重点。比如,若结构的构件承载力良好,只是刚度不足,则适合选择增大构件的截面法。而砌体结构的墙体一般的受压、受剪缺陷很大,同时在加大截面受阻力下,可调整结构体系的加固技术。意思是将砌体结构变为剪力墙,算法模式以改后结构为基准,能够转移受力点,加固较为彻底。在形成新的剪力墙过程中,需调整现有承重墙,使之成为双面的板墙,板墙厚度≧140mm。或采用框架结构加固法,新框架的构造标准与抗震等级可遵循新的规范[1]。

2常见的加固方法

2.1增加截面

因原建筑结构的墙、梁、柱体的受压、刚度等参数设计不到位,所以,建议增加截面,使工程达到国家标准。

2.2砌体外加混凝土板墙加固

在原建筑物结构的抗震等级没有达到国家标准时,需在墙体的两旁,设相应的钢筋混凝土板墙,从而与拉结筋一同承载建筑。

2.3砌体构件+水泥钢丝网有机的加固方式

若建筑工程的抗震性能指数βci未达标,在选择加固方式的过程中,需要结合原有结构的设计要求,利用钢筋网砂浆面层技术进行加固。首先需要在墙体的两侧绑扎钢筋网,钢筋网的参数按照具体的需求进行调整,然后在钢筋网上涂抹砂浆,按照常规手段进行养护,以此来提升墙面的综合性抗剪性。

2.4外粘纤维复合材料

外粘纤维复合材料主要应用在混凝土建筑结构的架构方面,例如建筑结构的梁、板、柱等结构由于配筋不足导致性能下降,可以通过外粘复合纤维材料进行加固,该种材料有着较大的抗拉强度,可以直接粘贴在建筑结构的外表面,有助于提升结构的综合强度[2]。

3板墙加固法在实践中的应用

3.1结构检测鉴定情况

经由检测机构的专业人员团队,对建筑的整体强度进行检测,具体的检测结果如下。本项目工程中的1~5楼块砖强度达到了MU7.5,楼梯间的块砖强度检测结果为MU10;1-4层的砌筑砂浆强度为M 2.5,5层为M 2.4,楼梯间突出屋面,在强度设计方面需要进行特殊调整,检测结果为M3.3。

结合检测的实际参数进行验算确定本工程的安全评级,满足实际要求。综合安全鉴定评Deu级。工程安全评级以及抗震性评级均满足实际标准。结合《危房鉴定标准》(JGJ125—2016)文件,给予安全性鉴定的复核,此项目建筑的危险性鉴定等级是B级。

3.2建设单位对改造的要求

从现有结构的平面图分析,结合住宿人员需求,规定建筑一定要具有为学生服务的条件,再重新规划建筑结构,重点对洗手房、楼梯位置、宿舍人数作出更新。由于校园所在区不可拆迁的现实,仅可用结构加固法,并尽量维持原使用面积。对老化的砌体结构的设计一定要考虑施工技术是否可行的问题,使结构受力满足相关标准[3]。

3.3加固设计重点分析和设计实践

3.3.1加固设计的核心参数依据

本工程建筑设计使用期限为30年,抗震等级为丙类,抗震设防烈度为八度;设计地震分组:第二组;场地Ⅱ类;其特征周期:0.4s;主风压0.45kN/m2;地面粗糙等级划为B类。

3.3.2本工程主要存在的问题

经检测,工程问题分以下几点:圈梁偏低,部分构件质量不达标;承重外墙到门窗洞边的最小距离不达标;外墙抹灰不当,存在多处裂缝问题;北侧新建的框架,其箍的钢筋氧化;屋里部分墙,抹灰不当,有开裂现象;砂浆强度低,1-5楼的砂浆强度不足。

3.3.3加固效果

加固前,如一层楼房的抗力、荷载效应之比<1,墙体受力小,第二级的综合抗震指数<1。加固后,一层墙体的抗力、荷载效应比>1,第二级鉴定结果的综合抗震能力指数>1,板墙的抗震性的增强系数扩大2.05倍。

3.4关键节点的处理方法

3.4.1圈梁加固节点

项目在楼内重新增加一条长廊,墙体拆开后,顶端露出圈梁,为增强圈梁的垂直承载力,同时对水平荷载予以传递,建筑单位用粘钢技术,使圈梁底部结构稳固,利于施工,对提升圈梁的强度、刚度起到了良好的效果。

3.4.2新增墙体与楼层板的连接

原有建筑的楼板间和新建墙体之间利用角钢进行连接,角钢类型为L角钢,参数为25×12.5×12(cm³),为了提升结构的稳定性,利用M12螺栓进行结构的加固,在新建墙体以及楼板的两端间进行加固,能够提升新建结构与原有建筑结构之间的综合强度。

4施工环节的关键点处理方案

4.1墙板的处理方案

本次工程中的墙板混凝土强度为C25,为了提升加固的整体效果,综合墙板的整体结构和特点,采用不同的方式进行加固,单面墙板为一侧加固,双面墙板则进行双侧加固。墙板的整体厚度为70毫米,为了提升加固的效果,配筋设置为单层双向型。水平筋φ8,竖筋φ10,加密的间距均为200;墙体和墙板之间利用拉结筋进行连接,单面的拉结筋规格为φ10,间距控制在600,双面拉结筋规格为φ8,间距为900。为了保证墙板结构的稳定性,基础需要向上延伸直至达到原基础的顶部。

4.2施工流程及方法

4.2.1施工流程

首先,进行原有建筑结构的基层处理,将杂物以及灰尘清除干净,确保表面干净整洁。然后进行钢筋网的绑扎,钢筋网的型号必须符合施工需求,在绑扎的过程中要做好绑扎接头的管理;网站结束之后进行混凝土制备,控制好混凝土的成分、配比;然后在绑扎好的钢筋网上完成混凝土分层喷射施工,施工结束之后进行,找平收光,然后按照常规方式进行养护,养护时间要控制在14天以上。

4.2.2原结构基层处理

原结构的基层处理需要在砌体结构加固之前完成,将原结构中的风化位置、松散部分完全清除,检测原结构墙体是否存在松动的砖块,若存在及时进行修补和更换;原有部分结构存在粉刷层,加固之前需要将粉刷层全面铲除,清理掉浮灰和杂物;一部分受到碱蚀严重的区域要将松散结构完全剔除,利用高盐性的混凝土进行修补。针对存在裂缝的墙体结构,需要通过压力灌浆技术进行裂缝修补。

原有结构的各项缺漏,修补结束后利用钢丝刷,将表层的灰粉刷掉,利用清水湿润表面,喷涂一道素水泥浆。

4.3钢筋网片绑扎固定

喷涂素水泥浆之后,进行钢筋网绑扎。在钢筋网片绑扎的过程中,需要利用拉结钢筋将其与墙面固定在一起,拉结钢筋需要嵌入墙体内部。

4.4分层喷射混凝土

钢筋网绑扎结束,并且检验合格后,需要进行分层混凝土喷射,采取分区分段、自下而上的顺序进行施工。前一层混凝土完全凝固之前进行下一层的喷射,若因为其他因素导致施工脱节,需要在前一层混凝土终凝一小时之后,利用清水进行表层清洗,完全湿润后,再进行下一层的喷射。在这个过程中需要注意前期预留孔洞的位置和预埋零部件的预留空间,避免影响后续的施工。混凝土喷射结束后,需要刮平、补抹、压平,最后一层表面施工后,还要找平收光。混凝土施工结束后12h内,以及终凝后,需要做好保温、保湿工作,养护时间需要在7d以上[4]。

结语:

我国现有的砌体结构建筑其抗震性能总体偏低,降低了结构后期使用的安全性能。需要对这部分建筑予以全方位地抗震等级分析,板墙加固法对既有砌体结构建筑抗震的加固效果良好,建设单位要给予重视,加强施工技术的研究和应用经验的积累,提升国民经济建设水平。

参考文献:

[1]陈建华,武占鑫,江星.采用面层或板墙法加固砌体结构房屋抗震性能优化方法探讨[J].低温建筑技术,2021(08):43.

[2]凌忠诚.桩板墙在既有加筋土挡土墙修复及加固中的应用[J].科技与创新,2022(1-5).

[3]舒蓉,李俊杰.隔震技术在既有砌体建筑抗震加固中的应用研究[J].工程质量,2019,37(12):7.

[4]李成邬险峰胡伟张兴.基于性能的抗震加固方法在既有结构加固改造中的应用[J].建筑结构,2022,52(501):2079-2083.

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