5.12大地震震害启示与加固设计施工过程

发布时间:2019-03-12 点击次数:485 新闻来源:【本站】

 

5.12大地震震害启示与加固设计施工过程

(四川国方建筑机械有限公司  成都  610031)

[提要]  5.12汶川大地震震害深刻教训我们结构工程师。结构构件的设计,除应满足承载力要求外尚应符合其抗震能力。不应存在因局部加强或刚度、质量的突变而形成新的薄弱点。同时,还应考虑结构刚度突变和质量的差异而导致的地震作用效应增大的影响。本文通过大量的震害和震后加固实例与予结构工程师参考。

[关键词]  震害   刚度  质量  加固  抗震

0、前言

5.12汶川大地震后,我公司在第一时间赴都江堰、绵竹等震区,对不同类型的建筑结构特别是框架结构的破坏现象进行了调研和归纳。并对“强梁弱柱”和“上强下弱”的现象进行了分析,其中框架结构的破坏现象基本发生在底层节点核心区周围,而砖混结构的倒塌多数为整体的1/3以内,因此,结构设计和加固设计的刚度突变和质量的差异更加值得我们结构工程师重视。结构构件中的设计,除应满足承载力要求外尚应符合其抗震能力,不应存在因局部加强刚度突变及质量的差异而形成新的薄弱点,同时还应考虑结构刚度突变和质量的差异而导致地震作用效应增大影响。

1、调查分析

以都江堰市区被调查的60座框架结构为例(表1),图1A处开裂损伤最为严重,占中等损害和严重破坏的90%以上,均值模型也证明此处为剪切及塑性铰破坏能量吸收处,其破坏现象包括,较轻的在梁底500mm高度内柱角处出现一条或几条宽度在3mm以内的裂缝,较重的成水平裂断环形状,断口表层混凝土剥落,严重的柱端混凝土酥碎,竖向钢筋外露突出屈服(图2)。但更为重要的是此外绝大多数设置为施工缝,延伸结构的施工工艺无法保证截面的结合强度,使其破损尤为突出,类似的刚度突变处和施工缝在同一截面的现象也普遍存在。 图3为地震带区某水泥厂生料  图2 均化库,在竖向地震作用下,其施工缝处和内部结构节点转换处碎裂,并因混凝土和钢筋压屈使其上部下沉约50cm。上部结构的裂缝全部在施工缝处及暗梁下部(图4),此外,柱加密区箍筋配筋不足(图5),设置不合理也是加剧塑性铰破坏的原因之一。从所有被调查的受损框架柱来看,除了砂石、水泥、骨料和施工问题外,混凝土配筋率不足也是问题之一。因此,提高混凝土的配筋率并规范最低强制标准,限制使用单拉钩箍,采用螺纹箍焊接封箍的方式也许是较好的方法之一。

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                                                                     图3                                   图4                                        图5

      框架角柱(图6)的震害比中柱和边柱更为严重,地震中角柱的扭转振动大,加之水平力产生的较大倾复力矩,使其明显呈现出承载力不足的现象。因此建议受损角柱采用加大截面的方法进行加固或置换。

填充墙设置不合理以及底层或二层商铺大开间未设置填充墙(图7)也是造成较大刚度差的原因之一。在调查的60座框架结构建筑中,其绝大多数为临街铺面,底层除设有局部外墙外,内部的填充墙布置不均匀或布置不合理也是较为普遍的(图8)。这种设置完全是根据业主的使用功能而定,未经过认真的分析和定量计算,造成图1A处和B处的受损,个别为此而倒塌(图9)或倾斜(图10),由此可见,建筑整体的水平刚度和垂直刚度的不均匀性造成的破坏也是非常严重的,这也暴露了现行规范和计算方法的缺憾。值得一提的是,在上下填充墙布置比较均匀的建筑中,虽然墙体破坏非常严重(图11),但梁柱节点受损较轻(图12)也充分证明合理填充墙起到的耗能作用。比如同样是单跨结构的都江堰烟草公司(图13)和都江堰的中国银行大楼(图14),前者填充墙破坏非常严重,但结构主体特别是节点周围受损较轻,而银行大楼倒塌,这也和不同填充墙设置不无关系的。

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   因此,我们在判断框架结构建筑受损是否严重,是否可以加固,不是看其裂缝的大小,而是认真检测其系统的稳定性、沉降和倾斜是否在稳定的范围内。

楼梯间作为重要的逃生通道,在被调查的60座框架结构中有50%以上的房屋具有不同程度损坏,其中一层楼梯倒塌有6处,地震中包括周围填充墙的倒塌造成的人员伤亡和经济损失的比例较大,给我们留下了深刻的印象。楼梯间作为不规则的构件,加之在地震中反复拉压的强大的冲击力下,梯梁柱和主体结合处(图15)梯步与梯梁的结合处造成严重损伤(图16)。多层框架中的楼梯斜梁和踏步板构成类似于竖向钢筋混凝土斜撑共同作用于楼梯柱或支撑中间平台梁板,以致这些柱承受了更大的地震剪切力,从都江堰的震害来看,大多是多层框架楼梯柱在休息平台外出现冲剪破坏,有的部位实际也形成了短柱而加重了破坏。

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因此,楼梯如何定量参与主体的建模也是我们结构工程师值得重视和探讨的,在以往的设计中,我们只是将楼梯的荷载对周边杆件的作用进行计算以及梯板、平台等构件内力计算,未考虑整体结构的共同工作。是否采用钢筋混凝土墙或者在高裂变区采用钢楼梯提高其柔性或延性都是值得研究的。

震灾的惨痛教训应该引起我们高度的重视。

刚性连接不同的主体,在都江堰也是普遍存在的,造成的破坏是非常严重的,图17为某水泥厂配料车间。5.12地震前其设备自身的震动已使接合处出现细小裂纹,这时应该引起我们的警惕,但采用的加固方法不是改变其受力体系,加固四根立柱承担卸料钢筒,而是采用牛腿连接进行加固。地震后在同样的部位拉裂,这种设计完全违背了结构体系的基本原则,全部在接合处拉裂(图18),图19 的框架由此完全破坏无法修复,有的甚至倒塌(图20)。

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都江堰多层框架结构建筑中的短柱层破坏是非常严重的,在调查的类似建筑中无一例外的出现不同程度的损伤。类似图21,几乎全部在窗台和窗顶高度处产生水平裂缝,这种破坏也包括了嵌砌在框架内的空心砖窗裙墙处对柱的嵌固作用,使侧移刚度增大,分担了多的水平地震力,以致因受弯承载力不足而水平断裂,同样如果柱的受剪承载力低于增大了的水平地震剪力时,也会产生剪切型的斜向裂缝和短柱交叉裂缝,这种破坏反映在楼梯短柱上也是相当突出的(图22)。长短柱在同一层中同时存在时,短柱明显受损严重(图23)。这也证明了地震作用下按其刚度分配的道理。同样截面的柱子由于净高小,而承受的地震作用较大所致。

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      设计和施工中构造构件设置混乱而导致的破坏在这次地震中反应非常突出。由于多数未参与主体设计,功能布置业主说了算。仅仅因为不设填充墙的拉接筋(图24)或拉接质量太差,不设构造柱或少设构造柱填充垮塌(图25)所造成的人员伤亡占较大的比例。

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特别应该提出的是防震缝和变形缝的震害,其后果往往影响结构整体的安全性能,其地震反映结构不同的动力性能和相位差充分反映在灾害面前。这在整个四川灾区是非常普遍的现象,仅绵竹城区占到了40%以上。表现为(1)缝宽不足(图26),地震时框架结构水平侧移很大而相互碰撞,建议规范适当提高缝宽,特别是高烈度地区应大幅度提高;(2)变形缝内落入物体或安装各种管道(图27),伸缩缝如同虚设;(3)防震缝未彻底断开(图28);(4)该设而不设,从而在后浇带开裂(图29);(5)防震缝两侧相应建筑层高以及质量不同(图30),结构及刚度不同(图31)的相互碰撞;(6)填充物设置不当,图32外梯一层挑梁下部地震时填充砖造成整体不能共同工作挑梁剪断。

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在被调查的都江堰60座体型各异的多层钢混结构中,刚度不均匀的多层框架的破坏明显严重,如L型和U型以及不对称平面建筑,地震时出现扭转振动而震害加巨,其角柱均受损严重(图 33)。突出屋顶的收进建筑基本无一幸免。这类屋顶塔楼的平面尺寸和抗侧移刚度均比主体建筑小很多。地震时由于反复震动引发的鞭鞘效应使得塔楼承载力不足而破坏倒塌(图34),断裂处弱不禁风(图35)。多层和高层钢筋混凝土结构常因底层布置成商店、餐厅、内厅等大空间用房,常把底层或二、三层做成框架,而上部住宅或客房采用框剪式剪力墙结构,这种框架托墙结构由于底层抗侧移刚度和屈服强度骤然减低,位移增大,刚度突变,屈服强度系数比上面各层小得多,从而引起底层特别是转换层严重破坏。如都江堰某大型建筑,底部为五层框架以上七层剪力墙结构,其转换层处的暗柱(图36),电梯井筒(图37),剪力墙(图38)完全切开。

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应该提出的是,受损露筋构件表现明显感到配筋不足,特别是竖向构件。这与造价及追求低的含钢量,导致设计仅满足规范最低要求不无关系,在经济利益以及室内大空间的诱惑下,开发商或业主要求设计含钢量不能超过多少或者减少梁柱以保证较大的使用面积和室内空间,这样的建筑物出现问题的几率会更高。

2、加固设计与施工的问题

加固的设计和施工与新建设计和施工最大的差异就是前者更加需要重视设计和施工的过程。比如需要加固和局部拆除的建筑,是先拆除还是先加固?是否需要卸载?如何进行卸载?加固所用的材料以及施工方法是否要满足材料所要求的特性而共同作用?加固后的受力特征是否能有效的传递到基础?是否会产生新的刚度突变而无法满足抗震要求?加固的步骤是否能达到体系的受力要求,从而有效的传递到基础?等等。

我们知道,补强加固特别是受损建筑的加固是恢复和提高结构的抗震能力和强度的过程,是对系统结构或构件的承载力、刚度适性、抗裂性、整体性、稳定性予以恢复或提高的过程,这是一项多技术手段的综合行业。我们在施工过程中对每一种材料或技术手段是否达到要求可以进行可靠的检测;比如新旧材料的结合强度或两种不同材料之间的结合强度等,但整体完工后是否达到共同工作或载荷要求,到目前为止还没有一种可靠简便的测试方法。为了保险起见,一些材料规定或选取的设计值与标准值相差甚远,从而也造成了节点过大以及材料的浪费。更重要的是灾后工程出现的隐患,特别是梁、柱、板新增结构出现的裂缝应该引起我们的高度重视,只要出现就是无效失败的补强,必须重新进行补强。这是因为补强结构属于二次受力破坏,与一般未经过补强的普通结构有很大的差异。在补强前即使去掉全部活荷载,其原结构已受力且原结构混凝土收缩变形已完成,补强随着荷载的增加,原结构的应力应变值都比较高,但新增材料或构件并不会立即承担荷载;而是在荷载超出原结构的累积应力、应变极限值的前提下才可能出现。灾区的受损建筑,特别是多层混凝土结构“上强下弱”现象并结合以上原则推理,必须进行卸载而后加固,新增的补强材料或构件才能有效的分担从而共同工作。而从灾区加固的情况看,多层建筑的卸载由于场地及地面支撑基础的限制而无法实现。因为卸载的支撑力应在荷载的60%以上才能使新增加固结构比较有效的接应。灾区立柱受损是非常严重的,有的完全酥溃甚至贯通,之所以未垮塌是因为系统立柱支撑还起到一定作用。这时如果采用无卸载加固,二次受力加固构件和材料只能是原一次受力的受损处完全失去支撑才能实现,一次受力受损处失去支撑力也许是余震或者是荷载增加。因此,我们在加固设计方案时必须考虑新增构件或材料抗剪、抗拉、抗压强度大于原立柱截面的强度,一旦一次受力丧失支撑力,新增构件或者材料能及时有效的接应。这是受损建筑特别是受损严重的立柱在设计和施工中至关重要的一点,也是加固设计和施工中最基本的机理和概念。反之将会造成更大的隐患和破坏。

从灾区现有加固工程来看,情况是不容乐观的。一些受损非常严重的立柱采用纤维材料围裹(图39)或者角钢围裹(图40),有的甚至用混凝土、砂浆抹平了事(图41)。这种加固方法没有能力承担原受损处失去支撑的载荷,一旦余震或者荷载超出了受损处的支撑力或一次受力失去平衡而施加在加固材料或构件上,必将造成更大的破坏。所以,这点应该引起我们的高度重视。 

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对于受损较轻的立柱节点,我们可以采用钢围套的方法进行加固,但钢围套的起点和终点必须通过节点,以保证足够的锚固长度,绝对不能只在梁面(图42)和梁下(图43)断开,这种加固无任何作用,其破坏仍然在钢围套两边及刚度突变处。

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                                                                                 图42                                                  图43

    应该提到的是,我们要求受损严重的立柱在加固时其抗剪、抗压、抗拉强度大于原受损截面所具有的强度。但除满足承载力要求外,必须符合其抗震能力,不应存在局部加强而造成刚度更大的突变以至形成新的薄弱点。这种现象在灾区现有的加固工程也是普遍存在的。图44为加大截面太大,无过渡截面,同时加大柱顶又在二层梁面薄弱处,使加大截面太大,刚度突变使薄弱处更薄弱。图45居然将两栋角柱浇筑在一起加固,不同的震动频率必然造成更大的破坏。

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灾区由于防震缝和变形缝未合理设置而造成的极大损失和人员伤亡绝对不能重演了。

3、加固设计与施工基本要求

 加固设计是按现行加固规范及相关标准对加固方案的深化过程,加固施工是对被加固结构按设计进行加固的实施过程。因此,我们强调加固设计与施工的过程,就是针对现有结构受损加固和抗震加固的基本特点和机理进行的,这个过程包括了从安全性鉴定和抗震鉴定到完成审图的过程,整个过程应该有机的结合在一起。特别是采用加固前后的结构计算模型,手算和电算相结合完成验算及加固设计。深入实地的调查研究制定切实可行的加固方案和施工方案。     

(1)我们在判断受损建筑是否严重,是否可以进行加固,不是看其裂缝的大小,而是认真检测系统的稳定性,沉降和倾斜是否在既定的范围内。

(2)加固方案的确定,是在全面综合地考虑原结构构件的损伤状况,原建筑使用空间和其它功能要求,加固施工的技术条件(施工技术、设备、熟练技工等)和非技术因素(资金、工期等)以及对加固效果的估计等多种因素后,经过多个方案分析比较择优使用最佳方案。不能单凭印象和经验办事。

(3)既有建筑在加固前必须进行抗震和安全性鉴定。仅凭应急评估是不行的。因为其鉴定结果是加固设计的主要依据。灾区的加固,特别是民用建筑及九十年代初以前的建筑,三分之二以上是未完善竣工图的。其鉴定的质量和结果就更加重要了。

(4)加固设计前仍应对建筑的受损现状进行进一步的调查。发现图纸上未说明的缺陷和损伤进行专门分析。在加固时一并处理。

(5)加固是系统工程,包括整体房屋、区段以及构件加固。要优先采用增强结构整体承载力和抗震性能,消除不利的因素。

(6)特别是要防止结构的脆性破坏,避免结构的局部加固,使结构承载力和刚度突然变化。

(7)框架结构加固后,宜尽量消除“强梁弱柱”和“上强下弱”的不利于抗震的受力状态。使加固后的结构质量和刚度分布均匀、对称。减少扭转效应,

(8)要采取有效措施尽可能的保证新增加截面、构件和部分与原有结构未受损的部分能够可靠的协同工作,整体受力,共同承担加固后该结构构件应承受的荷载和外加(或约束)变形。如果技术上做不到新加部分与原有部分的协同受力,也要在构造和连接上做到加固部分分担被加固部分的荷载,减轻被加固部分的负荷,使其在达到允许程度。

(9)新增构件与原主体之间应有可靠的连接,其连接质量是加固后结构整体协调工作的关键。

(10)新增的柱、墙等竖向构件应有可靠的基础。这些构件既是传递竖向荷载,又是直接抵抗水平地震作用的主要构件。必须自下而上连续设置并落在基础上。决不允许直接支承在楼层梁板上。

(11)对于加大截面的部分两端一定要避开节点核心区及刚度突变位置,对因加大截面而增添地震作用的柱应当专门验算。

(12)在加固构件时,尽量不损坏原有结构,并保留其有利用价值的部分避免不必要的凿伤、拆除受损,这样做,一方面考虑的是经济效益,另一方面考虑的是尽量减少薄弱部位。因为加固所新增的部分与原有部分的连接毕竟是建筑物的薄弱点。

(13)加固后新旧材料能够共同受力的构件,应考虑加截面材料的应力滞后问题。被加固的原截面,在加固前已受力,但新加截面并不立即分担其受力,而是在新增加的荷载作用下才可是受力。所以在加固后的截面上始终存在着新加截面应力滞后于原截面应力的现象。这种应力滞后现象,使得加固截面到达其极限状态时,新加截面材料的应力可能较低,它们尚难以充分发挥其潜力。以钢筋混凝土轴心受压短柱的加固截面为例(图46)。加固时原截面混凝土和钢筋已经受力,其应变为 δ1。这时,混凝土的压应力为σ1c ,钢筋的压应力为σ1s;但新加截面尚未受力,其混凝土和钢筋的压应力为零。待到加固截面达到承载力极限状态的瞬间,原截面混凝土的压应力为0.002,应力为fck ,原截面钢筋的应变也为0.002,应力为fyk ;而新加截面混凝土和钢筋材料的应力却都未达到其强度标准值。

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    (14)在实际设计时,考虑偏于安全的简化后,新加截面材料强度设计值应引入强度降低系数η,η取0.8~0.9。当加固截面的受力状态为轴心受压时,取偏低值;偏心受压或受弯时,取偏高值。当加固构件直接承受动力荷载或震动荷载时,取偏低值;否则,可取偏高值。详见《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)。

4、加固方法及实例(以下实例全部由本公司设计并加固)

4.1置换混凝土加固

     置换的关键是可靠定量的卸载以及在施工过程中的监控,对其结构或构件在全过程中的承载状态进行验算,制定合理的施工方案,对原有结构安全性应有专门的监控方案和处理措施。

     卸载是保证混凝土构件加固后,原有结构与新加结构共同工作,减少应力滞后的承载可能。在加固施工过程中,如果不进行卸载直接对结构进行加固,新加结构是不能及时进入受力状态,加载后必然出现原结构的破坏。影响整个系统的失稳,这是非常危险的,卸载要有相应的仪器设备作为监控手段,其力值测量可使用压力表或压力传感器,位移及变形的测量可使用千分表,全站仪、水准仪、经纬仪等,结构及构件应力测量可使用应变仪、应变片、千分表等,卸载的支撑结构必须通过详细的计算,满足强度、变形及稳定的要求。

     图47为本公司在成都某小区住宅地下室实照,加载后梁柱绕度位移仅为0.8mm。图48为本公司在都江堰某厂房浇注后养护阶段。

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4.2增大截面加固

增大截面加固是增大原构件截面并增配钢筋以提高其构件的承载力和刚度的直接加固法,是灾区受损建筑常用的方法。包括梁、板、柱、墙、基础和屋盖等所有结构部位都可以采用,有单侧加厚、双侧加厚、三面外包、四面外包等。

图49为本公司在都江堰某商住楼底层柱加大截面实例.该商住楼为7层框架结构,其建筑面积为5000m2。在5.12地震中受损非常严重,所有图1A处和B处开裂,其中1/3A处贯通开裂酥松,是否可以加固还是推倒重建,公司进行了深入的检测鉴定,认为该商住楼通过加固处理完全可以恢复到震前水平并可以有所提高。考虑到系统的刚度和稳定性,底层的90多根柱子全部由原来的400×400加大到了600×600,并由基础至二层板上600mm。图50角柱、边柱实照。

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4.3基础与加固

灾区调查表明,由于地基和基础的原因而倒塌的实例虽然为数不多,但为此而使墙体和上部结构开裂,影响使用和安全,并使人们有不安全感而且屡见不鲜。特别是与基础相连的地梁、柱根出现的损伤,与基础类型、构造、节点外的处理是息息相关的。这与地基受截面积过大、变形差太大,新旧相邻建筑的影响以及地基布置有很大的关联。调查表明都江堰城区90年代前修建的房屋2/3以上没有详尽的竣工图纸。因此我们是不能忽略问题。大多数墙体、立柱的加固必须与基础牢固的结合并将立柱钢筋植入基础。

图51为本公司在成都某公司办公楼基础加固实照,由于承载力不足采用室内钢管柱惯入原基础周围并与原基础浇筑成整体,从而达到加固的目的。图52为在基础面增设凸台并与立柱加固的角钢浇筑成一体。图53为本公司在双流某住宅楼在原基础上增设立柱加固实例。图54为本公司在九寨沟某大型宾馆加固钢柱实例。

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4.4外包钢的加固

    外包钢加固是以型钢或钢板外包于构件的加固方法。在灾区广泛的采用,特别运用于不允许增大原结构截面尺寸却又要求较大提高承载力的混凝土结构加固。

    外包钢加固结构,尤其全框架结构,节点区受力最为复杂,构造处理麻烦。为能让力的有效传递,比如柱的加固,在加固区内必须注意其连贯性,通长性,中间不得断开,下端应视柱根弯矩的大小伸入到基础,中间各层穿过各层楼板,上端应延伸至加固层并保证锚固  

长度(图55)为本公司在都江堰某小区实照,该小区中等破坏,至二层46根立柱全部采用角钢围包取得了很好的效果。处理好节点处是该工程的关键(图56)。    

    特别应该提到的是灾区受损非常严重的立柱,在采用外包加固时要注意型钢的替换性(本文第二节加固与施工的问题中也提到),也就是该新增构件截面的各项设计指标必能大于结构截面强度,一旦原结构失去支撑力新增构件能及时有效的接应,这是至关重要的。

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青城山某小区也属重灾之一,由于业主要求不允许增大原结构的尺寸,我公司采用钢板围包节点的方法,取得了很好的效果(图57),包括了中柱围包(图58),边柱围包(图59)和角柱围包(图60)为保证其替换性,在论证分析时,将围包节点部分进行有限元分析,整个节点作为一个整体进行计算,从而计算出最佳受力以及钢板厚度。

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4.5增设构件改变传力途径加固

    在梁,桁架的跨中增设支柱,支撑等构件,可以较大幅地提高被加固构件的承载力,减小其拉曲变形,这是常用的一种加固措施。它一般有刚度支点和弹性支点两种做法,前者(如设置支承在基础上的支柱)形成时支点没有变位;后者(如设置支承在梁上的支柱)形成的支点将产生弹性变位。

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   (图61)为本公司在都江堰某住宅小区采用湿式连接法进行加固,取得了很好的效果,该小区也属严重破坏,采用该方法不但大幅提高了上部梁的承载力,减小了其挠度变形,同时也减小填充墙的跨度,使受力更为合理。 

(图62)为本公司在成都某学校教学楼采用干式连接法进行加固,该教学楼为三层框架结构,由于屋面增设二层而超载幅度很大,整个系统除了全部立柱和局部梁增大截面外,局部增设支柱支撑解决局部承载力较弱问题。使系统稳定性、刚度以及填充墙的跨度减小都得到了改善。

增设构件构造的关键是它与被加固构件要有可靠的连接,从而使在新的传力途径上,有更多的承载力和刚度。

4.6设置加腋梁与鱼腹梁加固

    在系统稳定性,刚度等满足要求的前提下,梁柱节点,梁梁节点进行局部加固也是有效地方法之一,它可以大量的减少施工工作量并节约经费,同时填充墙的设置又能隐蔽加固痕迹,不占用室内空间,我公司在去灾区施工后受到了普遍的好评。

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图63为中柱节点及边柱节点加腋处理实照,图64为角柱节点加腋处理实照,图65为中柱半地下室加腋处理。特别应该注意的是在局部加大的情况要考虑刚度的突变带来的地震效益增加的因素,因此,采用增设过度体以及在突变处围裹钢板或纤维材料也是解决的好办法(图63、图64)。

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图66为本公司在某大型商场采用鱼腹梁进行加固处理,原设计是采用主次梁下加厚及增大截面的方法,但由于中央空调及各类管道已安装,拆除后再加固仅工期就无法保证,同时中央空调和各类管道无法回到原位,采用增设鱼腹梁加固这些问题都迎刃而解。

4.7楼梯的综合加固

在被调查中度破坏以上的60座框架结构中有50%以上的房屋楼梯具有不同程度的破坏:在反复拉压作用下呈现的震害主要为梯梁、梯柱以及梯斜梁和踏步的剪切破坏,特别是在施工缝处的破坏尤为突出,由于楼梯受力复杂,节点较多,我们的加固方法是能不拆除尽量不拆除,除非倒塌或者破坏非常严重的必须拆除的进行拆除重建,因为拆除后的楼梯钢筋变形太大,几乎不能利用,模板很难支撑,尤其是钢筋的抗拉能力很难达到与混凝土共同工作的要求,因此采用综合加固法可以解决大多数的楼梯加固,仅都江堰城区我们就采用此方法加固了30多座楼梯,取得了很好的效果。

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图67为本公司在都江堰某小区别墅正加固中的实照,该小区受损非常严重,其梯梁、梯柱全部疏松断裂破坏,跑步在施工缝处断裂凸出并成15度以上的变形,我们采取的方法是先卸载,因为楼梯本身荷载不大,给予一定的绕度而后对梯柱、梯梁进行加大截面,跑步下部筋断裂处绑焊同样的规格的钢筋,浇筑灌浆料,拆模后梯板底粘贴钢板,其钢板截面大于梯步下部筋的1.5倍,完工后我们进行了加载350㎏/㎡实验效果很好,图68为梯梁、梯柱及休息平台加固实照。

5、结语

    建筑工程的质量与人民的居住、生活和工作,与各行各业的建设、生产和发展,与国民经济的投入、产出和规划息息相关。它的极端重要性不言而喻,它的缺陷、破坏事故乃至坍塌带来的严重性和灾难性都十分突出。5.12大地震震害呈现出的设计和施工教训不应该重蹈覆辙。今年是恢复重建关键年,国家投入了那么大的人力、财力、精力,应该使我们倍加警惕。前事不忘后事之忧,吸取此次地震大量的损毁和经验教训,特别是当前灾区加固工程中出现的问题和隐患,应及时处理,予以纠正。坚持科学可持续发展的原则,采取坚决、果断的有效的举措加以纠正,为今后防患于未然创造条件,实在是当前一项严肃而刻不容缓的大事。