某教学楼检测鉴定及加固设计.pdf

第5章改造加固工程 5．16某教学楼检测鉴定及加固设计 5．16．1工程概况 某中学一栋5层教学楼，采用现浇钢筋混凝土框架体系，使用功能为教室、办公及配套用房。 建筑面积5600m2。采用天然地基上的钢筋混凝土独立柱基，设计混凝土强度等级为(220，工程 按7度抗震设防，框架抗震等级为三级，于1990年交付使用。近年来使用过程中发现了较为严 重的质量问题：部分教室楼板四角产生45。贯通斜裂缝；沿梁产生水平贯通裂缝。为了解结构的 实际质量状况，校方委托专业检测单位对该工程进行了质量检验鉴定，并要求加固处理。 5．16．2检测鉴定 5．16．2．1检测鉴定内容和方法 (1)采用回弹法检测梁、柱的混凝土强度等级，同时对板、柱钻取混凝土芯样，用混凝土芯样 的抗压强度对回弹法测试结果进行修正。 (2)采用磁感仪检测梁、柱、板的钢筋配置情况。 (3)检测钢筋混凝土梁、柱的几何尺寸及楼板厚度。 (4)根据检测结果及国家规范对其作出结构安全性鉴定。 5．16．2．2检测鉴定结论 (1)通过检测数据，对每层混凝土梁、柱强度分别评定。柱的混凝土平均强度为C15．9． 21．2，梁的混凝土平均强度为C18．0—20．1，部分结构构件低于原设计强度。 (2)结构楼板存在多处裂缝，主要有板角45。贯通斜裂缝和沿梁长度方向产生通长裂缝。这 类裂缝是由于楼板板面钢筋保护层过大，造成承载力不足而引起的。 (3)部分楼板板底钢筋保护层偏薄、钢筋锈蚀，外墙和顶板渗水，对结构耐久性造成影响。 (4)建筑物安全性等级评定为Dsu级。 5．16．3结构计算分析 为了对本工程的安全性进一步核算，准确地确定出需要加固的范围，根据目前工程实际情 况，重新进行了整体计算分析。结构验算所用软件为中国建筑科学研究院PKPM系列结构计算 软件。 5．16．3．1荷载取值 楼板恒荷载考虑以下荷载： (1)楼板自重(按实际厚度取值)和板底抹灰层荷载(20mm厚)； (2)活荷载按《建筑结构荷载规范》规定取值，风荷载按基本风压0．7kN／m2取值。 5．16．3．2混凝土强度取值 柱的混凝土强度取值为C15，梁的混凝土强度取值为C18。 5．16．3．3抗震设防烈度 7度，Ⅱ类场地；设计地震基本加速度值0．109；设计地震分组为第一组。 5．16．3．4核算结果 (1)部分柱承载力不满足设计要求； (2)梁的正截面抗弯强度不足，而斜截面强度能满足要求； (3)楼板承载力不足。 261 特种工程新技术 5．16．4加固补强处理 5．16．4．1柱的加固 经重新核算，部分柱承载力不满足设计要求。为了提高柱的承载力，同时尽量不减少使用面 积，本工程采用湿式外包钢加固法对柱进行加固(如图 5．16．1所示)。在原混凝土四角包LlOOmm×lOmm角 钢，并用乳胶水泥浆将角钢与混凝土柱粘贴牢固，再沿柱 高用缀板与角钢焊接连接。缀板采用宽lOOmm、厚5mm 的钢板，间距400rain。 施工顺序及技术要求如下： (1)配置乳胶水泥。要求乳胶含量为水泥质量的 5％～10％，加水适量，呈膏状体。 图5．16．1湿式外包钢加固柱 (2)采用乳胶水泥浆粘贴外包钢时，应先在处理好的 角钢、柱角抹上厚约5mm的乳胶水泥浆，然后立即粘贴角钢，并用夹具在两个方向将四角角钢夹 紧、校准，夹具间距不宜大于500ram。 (3)将缀板与角钢焊接。施焊时应分段、交错，防止过热。焊接应在乳胶水泥初凝前完成。 (4)外包钢施工完毕后，应在型钢表面抹厚25mm的1：3水泥砂浆保护层。 (5)柱与楼板连接处根据柱受力要求设置角钢套箍，加强柱受力性能。 5．16．4．2梁的加固 根据计算结果，梁的正截面抗弯强度不足，而斜截面强度能满足要求，最终确定选择外部粘 钢板法进行加固。该加固方法的优点是，梁的截面面积和荷载均增加不大，而梁的承载力可大幅 度提高，且施工周期较短。加固设计时，应重点注意以下两方面的问题： (1)加固后