淺談建筑工程多層框架結構加固設計

摘要：本文以某多層框架結構房屋的改造、加固案例來做實證分析，探討實用的加固技術與方法，以期對多層框架結構建筑的加固有所幫助。

關鍵詞：多層框架結構 加固補強 粘鋼 加大截面

由于各種原因導致現有多層框架結構，在梁柱、部分樓板以及剪力墻等部位出現很多裂縫或者是破損的情況，需要采取一定的加固措施來保證建筑結構使用的安全性。

1 工程概況

該工程全框架結構地上6層，地下1層。由于某些特定原因該工程施工到第四層的時候停工，期間相隔兩年時間，防護措施不到位。現在準備重新開工，業(yè)主提出兩層西南角增設衛(wèi)生間、軸外雨棚板面能放置4只3匹空調室外柜機。二層局部結構如圖1。施工之前進行相關檢測發(fā)現，混凝土強度基本符合規(guī)范要求，然而在2層、3層結構的部分梁底面出現了0.5～1mm間距不等的細小裂紋，結構存在著混凝土震搗不實，有脹模和跑模，還有局部鋼筋外露，有著銹蝕等現象，配筋也沒有嚴格按照規(guī)范要求進行。

2 加固設計

在該工程中所采取的加固措施因部位不同而不同，本工程的加固處理主要有一般梁KL1，2，3、懸挑梁XL2以及柱KZ1錯位的加固處理：

2.1 梁的加固處理

對于KL1，2梁底部采取粘鋼處理，須確保粘貼鋼

板端部的錨固質量。錨固一般有兩種方法，第一種是在自身的端部進行錨固，另外一種是將其他構件與粘貼鋼板端部錨固在一起。對梁的兩端都布置箍板來加強錨固，不僅能起到錨固作用，還能使得梁端的抗剪能力有所提高。在加強錨固的同時，還需要將抗剪箍板增設在主次梁的交接處，同時配置少量的附加箍筋。對于梁上部的粘鋼加固，需要在沒有足夠負彎矩筋的部位采取粘鋼加固的措施，而在有柱子的情況下采取別的處理措施。KL3梁側面粘貼鋼板的加固處理，這部分的處理比較困難，因為這個時候墻體已經建筑完成，為了能夠不破壞已施工完成的墻體，對于這部分的梁體采用了圖2的加固方法來對側面進行粘鋼。

衛(wèi)生間隔墻板底L1，2梁，設計采用了15#槽鋼，且沿長用φ10@500膨脹螺栓與現澆樓板緊固，保證了其側向剛度穩(wěn)定；梁端用了4顆φ14膨脹螺栓分別植入在KL1，2梁上。

2.2 懸挑梁的加固處理

懸挑梁XL2荷載增加也需要進行加固處理，而這部分的加固處理不能采用梁上部的處理方法，因為這會出現超筋的情況。通過進行計算分析，為了改變其受力情況來進行加固，可以采取加腋方法來加固，其中鋼筋要與原梁柱進行錨固處理，最適合的方法就是鉆孔植筋方法，下圖3是具體的處理方法及尺寸情況。

2.3 柱“爛根”、錯位的加固處理

在框架底層中柱KZ1的柱腳（±0.00米）處堆有部分建筑垃圾及雜質，這個部位的混凝土略顯酥松，還有部分鋼筋外露且出現銹蝕，縱筋不貫通，柱截面還有上下錯位的情況。為了能夠保證施工的便利性及保證加固質量，需進行柱截面的加固。具體措施是先將柱根周圍疏松的混凝土清除掉，在露出主縱筋后配以同原框架柱的鋼筋，之后再澆水濕潤，構件表面無明水情況下，澆筑高出原混凝土一個強度等級的新混凝土。在新澆筑的混凝土中插入接長的鋼筋，柱下端采用化學植筋，上端采用焊接連接，鋼筋的錨固長度要符合規(guī)定的要求。

3 加固后的結構驗算

在采取加固措施后，為保證加固后的框架結構滿足強度要求，需要進行驗算。具體的驗算方法也因部位及方法不同而不同，如果采取的是增大截面的方法進行加固，驗算的時候必須要按照加固后的尺寸來進行驗算；如果采用的是粘鋼加固的方法來進行加固，驗算的時候必須要堅持剛度等效的原則，具體驗算方程見公式（1），如果是采用碳纖維布來進行加固，其在剛度方面的提高必須要忽略掉，驗算還采用原來的尺寸來進行，混凝土強度的驗算公式按照公式（2）來進行，沒有采取加固措施的構件按原來的尺寸進行驗算。其中公式（1）由公式（3）、（4）推導出，（2）～（4）均出自混凝土的相關規(guī)范。

4 加固施工

4.1 碳纖維加固處理

對于工程中出現的細小裂紋，則灌縫處理后進行局部粘貼碳纖維布。在采用碳纖維進行加固的時候，一般最常用的材料是進口的30型碳纖維材料。膠水也要使用與其相配套的膠，對于碳纖維的要求也有相應的規(guī)定，寬度大概在100～200mm之間。為了保證其加固效果，在進行加固處理的時候還需要進行卸荷處理，這就需要借助數顯液壓千斤頂來卸除某些荷載。進行處理過后，還需要對構件的表面進行平整和清潔，有必要將構件表面的污垢以及雜質清除干凈，對于不平整的地方要進行修補或者打磨，使得結構粘貼面能夠保證平整。粘結施工的質量好壞對碳纖維加固的效果有著很直接的影響，其加固處理必須按照一定的流程來進行施工，也就是構件表面處理→加固構件卸荷→配制粘結劑→涂敷結構膠→粘貼碳纖維→養(yǎng)護固化。

4.2 粘鋼加固處理

在粘鋼的選材方面要選擇6mm厚的鋼板，然后采用Q235鋼板進行加固，再用冀研牌SKY-I型粘鋼結構來將鋼板粘結在一起。在用粘鋼加固處理的過程中也需要進行卸荷處理，處理的方法與使用碳纖維加固的工藝相同。在卸荷處理后，也需要對黏貼面的平整度進行修整，避免進一步損壞原結構墻體，開鑿部位必須要用靜力水鉆密布切割，再清除掉表面的污垢和雜質，保證平整。

對于加固構件的卸荷處理，取設計荷載的1/3為卸荷量比較合適，卸荷過程要實時監(jiān)控，以避免在卸除荷載的過程中又使得構件出現一些新的損傷或者是裂縫。若梁是承受均勻荷載，則至少需要布置兩點以上的卸荷支點，保證其分布要均勻。而若是承受多次梁作用的主梁，則需要將卸荷支點設置在每個次梁下。為了避免出現支撐結構傳力不當的情況而損傷結構其他部位，必須要使用傳力可靠合理的支撐結構來進行卸荷。

在配制粘接劑方面，秤量的時候要按照選定配比來進行配制，在配制粘結劑的時候，最好是在10～30℃的環(huán)境溫度下進行。攪拌的時候必須要保證不能有水進入容器，所以在雨期施工時要特別注意。在膠水配制完成后需要進行涂膠與固定加壓，之后再進行養(yǎng)護以及固化。用抹刀將配制好的粘結劑涂抹在經過處理的板面上，再用少量的膠來回刮抹，直到刮抹到規(guī)定的厚度，也就是在1～3mm之間，并且要保證邊緣薄而中間厚。完成涂抹膠之后，在預定的位置黏貼好鋼板。黏貼好之后，必須采取一定的支撐措施，輔以適度的加壓，使得混凝土表面與鋼板壓實。一天后待粘貼劑固化之后便可拆除支撐以及夾具，三天后便可使用。

5 總結

通過一系列的加固補強處理，該工程的結構強度有了顯著的提高，能夠確保其在日后的正常使用的安全性，同時在一定程度上提高了框架結構的耐久性，實現了設計的加固效果。這表明，對于出現裂縫或其它損傷的多層框架結構，采取適當的加固措施是可以達到補救目的的。同時，需要我們通過總結類似工程的先進經驗，以便更好地對現有的未完成加固的工程提供一定的借鑒。

參考文獻：

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