校舍抗震能力结构加固:广西加固材料
发现砌体结构地震后破坏特征有以下几种形式
砌体房屋的地震震害主要取决于细部构造和墙体,其主要破坏特征和敏感部位如下:
1、墙体或楼(屋)面层的开裂、脱落,室内装饰物的脱落;
2、砌体本身应力集中处易产生斜裂缝,在刚度变化处如转角墙、房屋端部和凹凸处易产生裂缝;
3、墙间、墙与楼(屋)盖与附属结构的连接处因受震联系而产生裂缝;
4、平行于主震方向的主要承重墙体易发生开裂、滑移甚至局部掉角或塌落,构件联系破坏。
砌体结构主要抗震加固措施:
抗震加固设计
根据抗震鉴定书出现的缺陷,结合实际勘查的情况,需要对建筑结构进行整体计算分析,以楼层综合抗震能力指数为控制目标,按照相关规范、规程的构造要求,对不满足现行规范要求的整体抗震性能及局部构件承载能力,采取提高承载能力与提高变形能力的措施对建筑抗震加固。
(1) 由于该建筑平面形状为Z形,平面布置不规则,楼梯间设置在房屋转角处,刚度较弱且楼梯梁均为悬挑结构,平面刚度在楼梯间处出现突变现象,形成抗震不利的薄弱点。因此在楼梯间增设纵横向抗震墙,减少结构扭转效应,改善楼梯受力性能,使加固后的结构质量和刚度分布较为均匀,改善楼梯受力性能,增强楼层的抗震能力。新增抗震墙的墙体厚度240mm ,采用砖强度等级Mu15、砂浆强度等级M7.5砌筑;抗震墙设置基础,为防止新旧地基的不均匀沉降造成墙体开裂,新增基础宽度不小于计算宽度的1.15 倍;新增抗震墙与原有墙体可靠连接,在新砌抗震墙与原墙间加设现浇钢筋混凝土柱,柱与原墙应采用锚筋、销键或螺栓连接;墙体中应设置钢筋细石混凝土带或钢筋网片加强,墙顶设置与墙等宽的现浇钢筋混凝土压顶梁,并与楼、屋盖的梁板可靠连接。
(2)现浇钢筋混凝土板墙或双面钢筋网砂浆面层加固墙体,提高墙体的抗震承载能力。对不满足静力承载能力及抗震承载能力要求的一至四层纵墙以及部分横墙采用单面现浇钢筋混凝土板墙加固,部分横墙采用双面钢筋网砂浆面层加固。钢筋网砂浆强度等级采用M10,面层厚度为35mm,钢筋网采用呈梅花状布置的锚筋、穿墙筋固定于墙体上。钢筋混凝土板墙的混凝土强度等级采用C20,板墙厚度采用80mm,板墙与原有楼板、周边结构构件采用短筋、拉接钢筋可靠连接;板墙上设置基础,以原建筑基础为条石基础,基础持力层为坡积粘性土
(3)外加圈梁——钢筋混凝土柱加固,加强砌体结构的整体性,提高建筑物的变形能力。外加柱应在建筑四角、楼梯间和不规则平面的对应转角处设置,并应根据房屋的设防烈度和层数在内外墙交接处隔开间或每开间设置,外加柱应由底层设起并沿房屋全高贯通。同时在各层新增圈梁或钢拉杆,新增构造柱与新增圈梁或钢拉杆形成闭合系统,为砌体结构提供有效的约束,提高结构的延性及抗震性能。外加柱与圈梁应采取措施与原墙体可靠连接,圈梁或钢拉杆和钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性,提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压承载能力。
(4)加强预制板的整体性及其与主体结构的连接对教室预制预应力混凝土空心板增设钢筋混凝土现浇层加固如图二所示,现浇层厚度不应小于40mm ,分布钢筋有50%的钢筋穿过墙体,另外50%的钢筋可通过插筋相连,现浇层应采用呈梅花形布置的L形锚筋或锚栓与原楼板相连,以加强现浇层与原有楼面结构的整体性。在预制板板端支承梁处增设角钢与预制板板端连接,增加预制板的支承长度,同时增强预制板与主体结构的连接。
(5)静力承载能力不足构件的加固处理对承载能力不足的钢筋混凝土柱及部分挑梁构件,采用增大截面加固法使之满足承载能力要求。
砌体房屋的地震震害主要取决于细部构造和墙体,其主要破坏特征和敏感部位如下:
1、墙体或楼(屋)面层的开裂、脱落,室内装饰物的脱落;
2、砌体本身应力集中处易产生斜裂缝,在刚度变化处如转角墙、房屋端部和凹凸处易产生裂缝;
3、墙间、墙与楼(屋)盖与附属结构的连接处因受震联系而产生裂缝;
4、平行于主震方向的主要承重墙体易发生开裂、滑移甚至局部掉角或塌落,构件联系破坏。
砌体结构主要抗震加固措施:
砌体结构抗震加固施工方法主要有外加固法,内加固法,夹板墙加固法。外加固法一般结合砖混结构的层数及抗震鉴定的结果,需要在建筑外侧增加不同数量的构造柱、圈梁以及保证构造柱、圈梁和抗震墙体协同工作的拉杆。这种方法一般不占用室内建筑面积,对用户影响较小,但对建筑立面造型影响较大。内加固法基本原理同外加固法,也需要增设构造柱、圈梁及拉杆,必要时,如原有抗震墙体间距过大,需加设抗震墙体,内加固法不会改变建筑立面造型,一般适用于像学校、医院等公共建筑。夹板墙加固法为在加固原有抗震墙体的基础上提高抗震性能,目前最常用的是钢筋网水泥砂浆面层加固法和混凝土板墙钢筋网面层加固,即在要加固墙体的单面或双面加设钢筋网,用锚筋、插入短筋、拉结筋等方法把钢筋网四周与楼板或大梁、柱或墙体连接。国内外的试验表明,M10混合砂浆砌筑的240mm厚砖墙,通过夹板墙加固,墙体抗剪能力比原砖墙提高2倍以上。
单个混凝土构件或砖砌体构件加固方法。对于砖混结构中的单个构件,如砖柱、混凝土柱、大梁、窗过梁等构件,一般采用以下几种方法:对于独立砖柱,通常采用外包混凝土法、外包角钢法等;对于独立混凝土柱,采用外包混凝土加大截面法和粘钢法等;对混凝土大梁采用粘钢法和贴碳纤维布法等方法;柱采用混凝土加大面积法加固时,可以提高构件的竖向承载力和水平力刚度,当采用外包角钢时,只能提高构件柱子的竖向承载力。但这种方法有使用面积小、使用简便的优点,选择加固方案时应根据实际情况,有针对性的进行选择。
抗震加固设计
根据抗震鉴定书出现的缺陷,结合实际勘查的情况,需要对建筑结构进行整体计算分析,以楼层综合抗震能力指数为控制目标,按照相关规范、规程的构造要求,对不满足现行规范要求的整体抗震性能及局部构件承载能力,采取提高承载能力与提高变形能力的措施对建筑抗震加固。
(1) 由于该建筑平面形状为Z形,平面布置不规则,楼梯间设置在房屋转角处,刚度较弱且楼梯梁均为悬挑结构,平面刚度在楼梯间处出现突变现象,形成抗震不利的薄弱点。因此在楼梯间增设纵横向抗震墙,减少结构扭转效应,改善楼梯受力性能,使加固后的结构质量和刚度分布较为均匀,改善楼梯受力性能,增强楼层的抗震能力。新增抗震墙的墙体厚度240mm ,采用砖强度等级Mu15、砂浆强度等级M7.5砌筑;抗震墙设置基础,为防止新旧地基的不均匀沉降造成墙体开裂,新增基础宽度不小于计算宽度的1.15 倍;新增抗震墙与原有墙体可靠连接,在新砌抗震墙与原墙间加设现浇钢筋混凝土柱,柱与原墙应采用锚筋、销键或螺栓连接;墙体中应设置钢筋细石混凝土带或钢筋网片加强,墙顶设置与墙等宽的现浇钢筋混凝土压顶梁,并与楼、屋盖的梁板可靠连接。
(2)现浇钢筋混凝土板墙或双面钢筋网砂浆面层加固墙体,提高墙体的抗震承载能力。对不满足静力承载能力及抗震承载能力要求的一至四层纵墙以及部分横墙采用单面现浇钢筋混凝土板墙加固,部分横墙采用双面钢筋网砂浆面层加固。钢筋网砂浆强度等级采用M10,面层厚度为35mm,钢筋网采用呈梅花状布置的锚筋、穿墙筋固定于墙体上。钢筋混凝土板墙的混凝土强度等级采用C20,板墙厚度采用80mm,板墙与原有楼板、周边结构构件采用短筋、拉接钢筋可靠连接;板墙上设置基础,以原建筑基础为条石基础,基础持力层为坡积粘性土
(3)外加圈梁——钢筋混凝土柱加固,加强砌体结构的整体性,提高建筑物的变形能力。外加柱应在建筑四角、楼梯间和不规则平面的对应转角处设置,并应根据房屋的设防烈度和层数在内外墙交接处隔开间或每开间设置,外加柱应由底层设起并沿房屋全高贯通。同时在各层新增圈梁或钢拉杆,新增构造柱与新增圈梁或钢拉杆形成闭合系统,为砌体结构提供有效的约束,提高结构的延性及抗震性能。外加柱与圈梁应采取措施与原墙体可靠连接,圈梁或钢拉杆和钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性,提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压承载能力。
(4)加强预制板的整体性及其与主体结构的连接对教室预制预应力混凝土空心板增设钢筋混凝土现浇层加固如图二所示,现浇层厚度不应小于40mm ,分布钢筋有50%的钢筋穿过墙体,另外50%的钢筋可通过插筋相连,现浇层应采用呈梅花形布置的L形锚筋或锚栓与原楼板相连,以加强现浇层与原有楼面结构的整体性。在预制板板端支承梁处增设角钢与预制板板端连接,增加预制板的支承长度,同时增强预制板与主体结构的连接。
(5)静力承载能力不足构件的加固处理对承载能力不足的钢筋混凝土柱及部分挑梁构件,采用增大截面加固法使之满足承载能力要求。