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砖混结构房屋的抗震加固工艺

2021-03-11 10:20:15

  砖混结构因其选材方便、施工简单、工期短、造价低,多年来一直是我国应用广泛的建筑结构之一。其中民用住宅建筑占90%以上。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑,通过咬内外砖墙达到整体连通的目的。在抗震地区,多层砖混砌体房屋的脆性由基础材料和连接方式决定,变形能力小,导致房屋抗震性能差;因此,提高砌体结构的延性和建筑的抗震性能具有重要意义。


  近年来的大地震对民用多层砖混结构造成了严重的破坏。事实再次证明,在不进行抗震设计的情况下,对既有砖混结构房屋进行加固是非常必要的,确保既有砖混结构民用房屋和重要建筑在地震中不被震害并不是工程界急需解决的热点问题之一。


  1砖混结构抗震加固方法简介


  根据结构的抗震机理,抗震加固可分为三种方法:减小地震作用、提高抗震能力和多线抗震加固。减小地震作用主要通过增加结构周期或结构阻尼来实现,一般应用于大型公共建筑的抗震加固;提高结构抗震能力的加固方法,如外包钢筋混凝土面层和钢筋网水泥砂浆面层,以提高墙体的抗震性能;压力灌浆加固法增加结构整体性,增加圈梁(结构柱)加固法和拉结钢筋加固法;通过增设抗震墙来降低薄弱构件的地震作用,这些方法施工相对简单,广泛应用于多层砖混结构,尤其是民用建筑。多重抗震防线加固是指建筑物采用多重抗侧力体系。一道防线的抗侧力构件在强震作用下受损后,立即更换第二道甚至第三道防线的备用抗侧力构件,以抵抗后续的地震冲击,可以保证建筑物的小安全,避免倒塌。在抗震加固方法上,主要有外加固法、内加固法和胶合板墙加固法。体外加固法一般结合砖混结构层数和抗震鉴定结果,需要增加不同数量的构造柱、圈梁和拉杆,以保证构造柱、圈梁和抗震墙的协同工作。这种方法一般不占用室内建筑面积,用于居住建筑,对居民影响不大,但对建筑立面造型影响较大;内加固法的基本原理与外加固法相同。它还需要增加结构柱,圈梁和拉杆。如有必要,若原抗震墙间距过大,则需增设抗震墙。内加固法不会改变建筑的立面造型,一般适用于公共建筑,尤其是街道建筑。胶合板墙加固法是在加固原有抗震墙的基础上提高抗震性能。目前常用的加固方法是钢筋网水泥砂浆表面加固法,即在待加固墙体的一侧或两侧加钢筋网,用锚杆、插筋、拉结筋将钢筋网周边与楼板、梁、柱或墙体连接起来。国内外试验表明,用M10混合砂浆砌筑的240厚砖墙的抗剪承载力是原砖墙的两倍以上。

砖混结构房屋的抗震加固工艺

  2砖混结构整体抗震加固方法


  这种方法属于外加固法,其加固机理主要是抑制多层砖混房屋墙体的大变形,使其在受到地震袭击时,墙体不会立即失去承载力而导致房屋倒塌,使金砖


  根据有利于抗震的要求,附加构造柱应设在内外墙交接处(应设在同一轴线的横墙两端内外墙交接处)。对于加固房屋,应对称设置附加柱,间距均匀,尺寸一致。同时,要注意建筑立面的美与周围建筑的和谐。附加构造柱应沿房屋高度连接,严禁错位。当局部突出建筑的外柱无法穿透时,必须采取适当的锚固措施,以保证外柱能够充分发挥作用。在屋顶和各层设置外圈梁和钢拉杆,使外柱、外圈梁和钢拉杆共同约束横墙,提高其抗剪能力和变形能力,缩短外柱沿房屋纵向的自由长度,提高其侧向稳定性。如果原房屋有圈梁或现浇钢筋混凝土楼(屋)盖,可不提供钢拉杆和圈梁,但附加柱必须与原圈梁和现浇钢筋混凝土楼(屋)盖可靠连接。


  2.2主要构件的设计要求和施工措施


  2.2.1附加结构柱


  外部立柱的基本要求:


  附加柱应与圈梁或钢拉杆连接成一个封闭系统;附加柱必须与现浇混凝土楼板、屋面或原圈梁可靠连接,形成一个整体;内圈梁可以用墙(梁)两侧的钢拉杆代替。附加柱的混凝土强度等级不得低于C20,附加柱的截面和配筋应按下表采用。


  附加柱和墙的连接要求:


  附加柱应通过拉结钢筋、销键、灌浆螺栓和锚杆与墙体连接,并符合下列要求:


  在1/3层和2/3层的高度,同时设置拉钢筋和销键与墙体连接;沿墙高每500mm设置胀管螺栓、灌浆锚、螺栓或锚筋,与墙连接;在室外地面标高和外墙基础大底脚处,外柱应通过销键、灌浆螺栓或锚筋与墙体连接。所有钢筋应有保护层,以避免因潮湿而腐蚀。


  2.2.2增加圈梁和钢拉杆


  (1)附加圈梁的基本要求


  附加圆梁宜在楼层和楼层标高的同一平面内闭合;多余圈梁需在阳台、雨篷、楼梯间窗口附近的标高转换处转弯通过,应采取局部加固措施;变形缝两侧增设的圈梁应单独封闭,环应在变形缝截面范围内封闭,混凝土圈梁可用拉杆或型钢代替。对于需要加固的砖混建筑,楼(屋)盖均为预制板。如果横墙间距超过一个开间,楼板(屋面)盖支撑在纵墙上,纵墙不足以承受楼板的外力,所以楼板盖作为横隔板,将楼板的水平地震作用传递给两侧的抗横墙。由于未设防预制板之间的连接较差,楼板容易被甩出散落。此时外圈梁作为楼板(屋顶)的边缘受拉部分,同时起“边缘箍”的作用,提高了楼板的水平整体性。圈梁截面高度不应小于180毫米,宽度不应小于120毫米;现浇环梁的纵向钢筋可为 8、 10、 12,角度为7、8、9度;箍筋可为6 @ 200;附加柱和钢拉杆锚固点两侧500 mm范围内的箍筋应加密;此外,现浇圈梁转角处应设置2根 12斜肋;使用槽钢时,7度不应小于[8,8度不应小于[10,使用角钢时,7度不应小于L756;8度不应小于L906。外环梁的配筋计算应考虑梁承受墙体和侧箍外的弯曲距离,如同楼板承受地震水平墙之间水平地震作用产生的偏心拉力。同时,应考虑外部构造柱对圈梁设计的影响。


  (2)附加钢拉杆的基本要求


  根据待加固砖混结构房屋的具体特点,应设置不同类型的钢拉杆,主要包括水平钢拉杆和纵向刚性拉杆,以代替内墙圈梁的钢拉杆。用钢拉杆加强砖混房屋的整体性,可以防止墙体被甩出去。对于有外柱的房屋,也可以用拉杆来绑扎外柱,使其与墙体一起承受地震作用;多层砖房加柱加固,提高了砖墙的加固系数。钢拉杆用于连接额外的柱子和墙壁。钢拉杆的截面按附加柱的抗剪强度和承载力相等的条件计算。


  (3)圈梁和钢拉杆施工


  圈梁施工


  当圈梁墙体有酥碱或饰面层时,应凿除,将墙体上的油污、青苔擦洗干净,墙体裂缝应加固;连接圈梁和墙体的孔洞应用水冲洗干净;应注意检查锚杆和膨胀螺栓是否锚固可靠;圈梁混凝土应连续浇筑;圈梁顶面应浸水,底面应滴水。


  钢拉杆施工


  钢拉杆一般采用直径不小于14的钢筋,锚固在圈梁内不少于30天,并设置端钩;钢拉杆应通过端部焊接的锚板(锚板与墙面的距离不得小于50毫米)埋入环梁中,或通过钢管穿过环梁,然后通过拧紧螺母与环梁连接;当钢拉杆锚固在原墙体内时,应使用钢板,并在拉杆端部焊接相应的螺栓,将拉杆拉直并压紧钢板,使其与原墙体紧密结合;钢拉杆应进行防锈处理。


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