




加固设计如何保证结构稳定结构稳定性是建筑整体安全重要的控制要素之一,在设计阶段就须做好多项把控,对于稳定性不足的结构可进行加固,并进行抗震验算,具体注意事项如下:
设计要素控制
1.抗震等级、人防等级;
2.地基处理及地基承载能力,地基基础设计等级;
3.原材料质量要求;
4.雪荷载与风荷载;
5.地下水类型及标高,基础防水防渗漏设计;
6.地基土质类型判定。
框剪结构设计
1.分析梁柱及刚接或铰接的承载体系,根据设计荷载进行审核。
2.采用现浇梁、柱、楼盖结构时建筑结构整体性能较好,抗震能力较高;如采用预制装配式设计,须***强化预制构件拼装节点部位的质量与连接性能,并根据抗震、防水要求进行比对。
框架结构优化
1. 对框架梁、柱箍筋间距进行合理优化,根据梁柱抗震等级的不同对箍筋加密区的小箍筋直径和大箍筋间距进行分类布置。
2. 结合材料特性,对结构基础设计等级、砌体结构质量控制进行审核,结合地基土类型对结构设计的合理性进行审核。
钢结构稳定控制
1. 根据构件厚度和长度的比值,设计稳定性强的构件保证钢构件的稳定性及强度能达到标准。
2. 设计时对整体建筑物尽量采取对称布置,避免***过于偏移。
3. 如构件在整体结构失效前发生屈曲,则须通过钢构件的屈曲强度增加构件整体承载力。
结构补强加固
1.采用增大截面加固法或约束加固法时,确保混凝土强度等级不低于C10。
2.采用粘钢加固法或粘贴纤维复合加固法时,混凝土强度等级应不低于C15。
3.采用预应力加固法时,混凝土强度等级应不低于C30。
4.悬挑结构采用植筋技术进行构件连接时,植入构件的混凝土强度级应不低于C25。
5.砌体结构加固时,须现场检测确定被加固墙体的砂浆强度等级不低于M5。
6.外加混凝土构造柱、圈梁等提高结构整体性加固措施时,须确定砂浆强度等级不低于M5。
结构抗震验算
1.结合***作用、重力代表值、***影响系数、***作用效应组合等情况,商场加固,对建筑进行抗震验算,根据设防烈度进行审核,同时还需审核整体建筑是否满足原有使用功能。
2.对于仅进行抗震加固或局部改造的建筑可不进行抗震变形验算,如进行了加层改造,则必须进行抗震变形验算。
3.对于结构加固后设计使用年限不超过25年的建筑,承载力抗震调整系数可按规范规定值的0.85倍取值。
4.加固后的结构刚度和重力代表值变化分别小于10%和5%时,可不计入***作用变化的影响;如改变了原有结构体系,则必须按加固后的实际情况进行结构整体抗震复核计算。
建筑地基基础事故的补救与预防
设计、施工或使用不当引起事故的补救
(一)对于建造在软土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施:
1由于建筑体型复杂或荷载差异较大,引起不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度选用局部卸荷、增加上部结构或基础刚度、加深基础、锚杆静压桩、树根桩或注浆加固等补救措施;
2由于局部软弱土层或暗塘、暗沟等引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,可选用锚杆静压桩、树根桩或旋喷桩等进行局部加固;
3由于基础承受荷载过大、或加荷速率过快,引起大量沉降或不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可选用卸除部分荷载、加大基础底面积或加深基础等;
4由于大面积地面荷载或大面积填土引起柱基、墙基不均匀沉降、地面大量凹陷、或柱身、墙身断裂者,可选用锚杆静压或树根桩加固等;5由于地质条件复杂或荷载分布不均,引起建筑物过大倾斜者,可按本规范第9章有关规定选用纠倾措施。
(二)对于建造在湿陷性黄土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对非自重湿陷性黄土场地,当湿陷性土层不厚、湿陷变形已趋稳定、或估计再次浸水产生的湿陷量不大时,可选用上部结构加固措施;当湿陷性土层较厚、湿陷变形较大、或估计再次浸水产生的湿陷量较大时,可选用石灰桩、灰土挤密桩、坑式静压桩、铺杆静压桩、树根桩、硅化法或碱液法等,加固深度宜达到基础压缩层下限;
2、对自重湿陷性黄土场地,可选用灰土井、坑式静压桩、锚杆静压桩、树根桩或灌注桩加固等。加固深度宜穿透全部湿陷性土层。
(三)对于建造在人工填土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对于素填土地基由于浸水引起过大的不均匀沉降而造成建筑物损坏者,可选用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩、石灰桩或注浆加固等。加固深度应穿透素填土层;
2、对于杂填土地基上损坏的建筑,可根据损坏程度选用加强上部结构和基础刚度、铺杆静压桩、树根桩、旋喷桩、石灰桩或注浆加固等;
3、对于冲填土地基上损坏的建筑,可按(一)的有关规定选用加固方法。
(四)对于建造在膨胀土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对建筑物损坏轻微,且胀缩等级为I级的膨胀土地基,可采用设置宽散水及在周围种植草皮等措施;
2、对建筑物损坏程度中等,且胀缩等级为I、II级的膨胀土地基,可采用加强结构刚度和设置宽散水等措施;
3、对建筑物损坏程度较严重,或胀缩等级Ⅲ级的膨胀土地基,可采用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或加深基础等方法。桩端或基底应埋置在非膨胀土层中或伸入到大气影响深度以下的土层中;
4、建造在坡地上的损坏建筑,除可选用相应的地基或基础加固方法外,尚应在坡地周围采取保湿措施,防止多向失水造成的危害。
(五)对于建造在土岩组合地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、由于土岩交界部位出现过大的差异沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础、锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或旋喷桩加固等措施;
2、由于局部软弱地基引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础或桩基加固等措施;
3、由于基底下局部基岩出露或存在大块孤石,而造成建筑物损坏者,可将局部基岩或孤石凿去,铺设褥垫,或采用在土层部位加深基础或桩基加固等。
施工技术措施
1、锚杆静压桩施工前进行两根试桩,确定压桩力和桩长标准,作为后续压桩的控制标准。首先压桩力不得大于强度允许值。其次,当达到桩长后,压桩力小于标准值5MPa以上,接长桩长,当未达到桩长而连续0.5m的压桩力超过标准值5MPa可截桩。
2、建筑物基础静压钢管桩采取跳打法,间隔施工,防止应力集中产生附加破,在锚杆静压桩封桩前,先对桩内注浆,在隧道内拱部同时注浆,静压桩注浆压力控制在0.3~0.5MPa,地下隧道注浆压力控制在0.8~1.0MPa,通过注浆加固土体,使基础上升2~5mm后,再立即用C30砼(内掺速凝剂快速凝结)封桩,待砼达到设计强度70%(3d)后停止洞内注浆,使基础开始借自重产生下沉趋势,这样,会对锚杆静压桩产生预加应力,对今后建筑物沉降控制效果显著。
在静压桩施工过程中,建立监测网络系统,实现信息化施工。压桩顺序及进度由沉降观测数据确定,沉降大的部位先压桩,沉降小的部位后压桩,甚至不压桩。采用高精度水准仪监测基础沉降,用游标卡尺量测裂缝宽度变化,采用差异沉降法量测房屋倾斜。
加固技术介绍
依据《混凝土结构加固技术规范》,混凝土结构加固方法有:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力加固法、外部粘钢加固法、碳纤维布加固法等。
1、加固工作程序
针对结构可靠性等级,提出佳加固方案。根据加固方案进行加固设计,考虑适当的施工方法及合理的构造措施。
2、加固技术介绍
(1)加大截面加固法
即采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,混凝土受弯构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。
(2)外包钢加固法
该加固技术是在混凝土构件表面用的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固,要求承受静力作用的一般受弯、受拉构件,且环境温度不大于60℃,相对湿度不大于70%,以及无化学腐蚀影响,否则应采取措施。优点是简单、快速、不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小。但是,粘钢存在着应力滞后现象。施工时原构件的负载越大,应力滞后越多。此外,施工质量和粘结剂质量对加固有较大影响。
(3)低压注浆法
该方法适用于裂缝宽度在0.2~0.3mm的混凝土缝修补,它是在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。对于未贯通的裂缝,注浆法难以将浆液注入到内部,注入压力太大时,还有可能使裂缝宽度扩大。所以,目前多采用低压低速注入法。
(4)预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于处在温度高于60℃环境下的混凝土结构,否则应进行防护处理,也不适用于混凝土收缩量变大的混凝土。
(5)改变结构传力途径加固法
主要可分为两种:
1)增设支点法:该法是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法;弹性支点法是以支承结构的受弯或晰架作用来间接传递荷载的一种加固方法。上述方法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构的加固。
2)托梁拔拄法:该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔拄、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿拔柱等方案,适用于要求厂房使用功能改变,增大空间的老厂改造的结构加固,其中双托梁反牛腿托梁拔拄,则适用于保留上柱的型钢结构的加固。
6、外包钢加固法
即在混凝土构件包以型钢的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃。当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠性的防护措施。
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