典型加固方法在某小區加固工程中的應用

計建華　（安徽省建筑科學研究設計院，安徽　合肥　230001）

典型加固方法在某小區加固工程中的應用

計建華（安徽省建筑科學研究設計院，安徽合肥230001）

某小區經檢測發現結構構件混凝土強度達不到設計強度，經復核驗算發現，結構的整體指標及部分構件的承載力不滿足現行規范的要求，文中采用了幾種典型的加固方法對結構的梁、柱、墻構件實施了加固，包括增大截面法、粘貼碳纖維加固法、粘貼鋼板加固法。經過上述加固方法處理并經檢測驗收后，該小區的結構安全性得到了良好的保障。

增大截面法；粘貼碳纖維加固法；粘貼鋼板加固法

1　工程概況

本工程由外圍6棟住宅樓與中間3棟商業樓組成，商業樓為4層，均為住宅樓的裙房，地下2層，總建筑面積148170.9m2。住宅樓結構形式均為框架-剪力墻結構，其中住宅框架及剪力墻抗震等級均為二級，剪力墻抗震等級為二級。商業部分均為框架結構，框架抗震等級為二級。基礎形式均為人工挖孔擴底灌注樁。抗震設防烈度7度，設計地震分組為第一組。建筑參數見表1。

建筑參數　表1

該工程施工到四層時，現場發現某些批次混凝土強度等級達不到設計要求，建設單位委托檢測單位對該樓已建部分進行混凝土強度檢測。現場采用回彈結合鉆芯修正法對混凝土強度進行批量檢測，最終得出各單體的部分構件實體檢測混凝土強度推定値不滿足設計要求，豎向構件的混凝土強度推定値與設計值最大可相差2個等級以上，梁的混凝土強度推定値與設計值相差基本保持在2個等級以內，少數區域的混凝土強度甚至未達到C20。考慮施工時梁板同時澆筑，在復核驗算時，板的混凝土強度推定値取值與梁相同。

建設單位拿到檢測報告且經原設計單位同意后，委托我院對該項目已建部分進行復核并處理。

2　處理思路與步驟

處理思路：對已建部分用混凝土強度使用實際實測值，對未建部分使用原設計值，將全樓重新電算一遍（第一次復核），整理出已建部分不滿足現行規范要求的結構構件；對不滿足計算要求的構件進行加固；然后，用加固后的構件截面與未建部分組裝模型對全樓再整體復核計算，并反復調整使加固后的模型整體參數及內力配筋等均滿足規范要求（第二次復核）。

3　加固設計

按照上述處理思路與步驟的第一次復核結果顯示，主要存在如下問題。

部分框架柱的軸壓比最大值達到0.99，超出《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.4.2條要求的二級框架柱軸壓比限值0.85的16.5%；個別剪力墻軸壓比為0.61，超出《建筑抗震設計規范》第6.4.2條要求二級剪力墻軸壓比不宜大于0.6。

部分柱實際配筋也不滿足計算要求，部分框架梁、次梁抗彎抗剪承載力不滿足要求；樓板可以滿足設計承載力使用要求。

針對此次復核結果，加固設計對構件的不同情況采取不同加固方案，具體如下。

3.1框架柱的加固采用增大截面法

鑒于豎向構件軸壓比不滿足規范要求，故豎向構件的延性大幅度較低，采取常用的增大截面法試算后發現柱截面只需增大較小尺寸即可滿足軸壓比限值要求，且經與建筑設計人員和建設單位溝通后，所增大的截面并未妨礙建筑設計規范的要求和使用功能。

框架柱增大截面法按《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）第五章偏心受壓構件正截面承載力計算公式5.4.2。

公式中的α1取1；fcc為新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓設計值（N/mm2），近似按fcc=1/2（fc0+0.9fc），fc、fc0分別為新舊混凝土軸心抗壓強度設計值（N/mm2）。

用第二次復核算出的被加固框架柱的內力，代入上式即可得出新增鋼筋的截面面積。為了保證新舊混凝土的共同工作，在柱增大截面法中除混凝土表面鑿毛、刷界面劑外還在柱每邊采用新增混凝土中植入拉筋錨入原構件的方法，加固設計詳圖見圖1。

圖1　四面加固

由于剪力墻軸壓比超規范限制不多（小于5%），且墻肢較短。我們加固主要為了提高剪力墻的延性，因此對于這些軸壓比接近限值的剪力墻參照《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）第十章8節“提高柱的延性加固”，對這些剪力墻采取環向粘貼碳纖維布加固法。

3.2梁的加固采用粘貼碳纖維布、粘貼鋼板法

①第一次復核驗算中發現，大部分混凝土強度低于設計強度的梁均存在不同程度的抗彎、抗剪承載力不足現象。按照承載力相差程度大小，梁的加固方案采取3種不同的方法，分別為：碳纖維布加固法；粘貼鋼板加固法；增大截面法。

碳纖維布受彎加固采用的計算公式按《混凝土結構加固設計規范》第十章10.2.3。

用第二次復核算出的被加固框架梁的內力代入上式，即可得出所需碳纖維布的有效截面面積。梁采用碳纖維布加固的設計詳圖如圖2。為了增加梁的抗剪能力并加強梁底碳纖維布在端部的錨固能力，在梁側增加單層碳布U型箍，U型箍間距50mm，寬度100mm。對于U型粘貼形式，還需在上端粘貼縱向碳纖維片材壓條［4］，當梁高大于600時，采用4mm厚鋼板壓條固定。

圖2　框架梁底及梁側粘貼碳布加固大樣

②考慮到碳纖維布多層粘貼時受施工質量影響的因素較大，當梁粘貼碳纖維布的層數超過2層時，碳纖維并不能完全發揮其承載力。當需要的碳纖維布超過2層時，采用粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板受彎加固采用的計算公式按《混凝土結構加固設計規范》第九章9.2.3。

用第二次復核算出的被加固框架梁的內力代入上式，即可得出所需鋼板的有效截面面積。粘貼鋼板加固法的設計詳圖如圖3。

圖3　梁底粘貼鋼板加固詳圖

第二次復核結果顯示：通過上述加固方法進行加固后，各單體的整體剛度比加固前得到了提高，結構位移比、層間位移比等參數都滿足有關規范要求。

4　結語

現在商品混凝土全面普及，而混凝土廠家對外加劑的使用不當以及現場施工過程中混凝土養護不到位、過振、甚至用錯部位等情況時常發生，混凝土強度問題在工程質量事故中的比例越來越多，本工程的加固設計過程及方法對處理類似問題有很好的借鑒作用。

［1］GB50011-2010，建筑抗震設計規范［S］.

［2］GB50367-2013，混凝土結構加固設計規范［S］.

TU746.3

B

1007-7359（2016）04-0099-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.038

計建華（1973-），男，安徽肥東人，畢業于安徽建筑大學，學士；高級工程師，國家注冊一級結構工程師。