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【摘 要】在高层建筑框架结构中,钢筋混凝土柱是其重要的组成部分,钢筋混凝土柱的稳定程度的高低,决定了高层建筑框架结构整体质量的优劣,因此,要注意采用合理的手段对其进行有效的加固,而加大截面法就是最有效的方法之一。本文就以某高层建筑实例来对加大截面法在高层建筑施工中的应用以及对加大截面法加固高层建筑框架梁柱施工进行了简要的探究,仅供参考。
【关键词】加大截面法;加固;高层建筑;梁柱施工
在高层建筑施工中,对钢筋混凝土梁柱进行加工的方法一般为加大截面法,这样方法的应用可以使得梁柱的承重能力大大的提高,而且对梁柱的侧向刚度也具有一定的提升作用,在目前的高层建筑框架梁柱施工中采用加大截面法,相比于其他的加固方法来说,加大截面法更具有优势,其不但能够有效加强梁柱的牢固度,而且能够提高耐高温的性能,在目前的高层建筑框架梁柱施工中具有广泛的应用价值。
1.工程实例
某高层建筑物工程为地下两层、地上二十九层的钢筋混凝土剪力墙结构高层商务楼,建筑物高度为87.522mo剪力墙抗震等级为二级。施工中发现混凝土强度低、钢筋移位等质量问题,主要有以下几点:(1)原设计混凝土强度等级为C40,用回弹取芯等方法对框架梁柱约1600个构件的混凝土强度进行了检测,仅有约40%满足设计要求。(2)柱轴线普遍偏差大,有55根柱轴线偏差大于50mm。(3)柱垂直度偏差大,表现为柱单层垂直度和全高垂直度偏差普遍超过规范要求,且上下错位,全高垂直度最大偏差达160mm。
1.1加固方案的选择
在本工程中,可以看出混凝土结构的构件在承重能力上略有不足,而且混凝土柱也没有保持垂直的状态,不利于保持结构的整体安全。由于这两方面因素的影响,使得建筑结构的安全性得不到有效的保障,为了解决这两种问题,就要采用加大截面法,对两者两种影响因素进行具体的分析,从而使得问题能够得到良好的解决。但是加大截面法也具有一定的不足,就是其施工的周期较长,而且在使用空间上会造成一定的损失,但是,这种方法仍然不可忽略,其所具有的价值还是还是要远远大于其所具有的缺陷。
1.1.1梁加固
加大梁截面,主要有3种形式:①截面加高;②截面加宽;③截面加高且加宽。
根据受弯构件正截面计算公式,通过加高梁截面可以大幅提高抗弯承载力,是较为经济的方法,但截面加高影响了楼层的净空,因此,对截面高度较大的梁采用加宽截面的方法,对荷载较大或混凝士强度很低的梁,则采用同时加宽加高的方法加固。
1.1.2柱加固
柱加固的原因为:①混凝土强度低,柱轴压比超过规范要求;②柱垂直度偏差(错位)大。第1种原因,采用包裹法加大截面,如图1a所示,对第2种原因,则针对柱错位的实际情况,采用在柱的一侧或两侧加大截面的方法,如图1b所示。
1.2柱加固构造措施
一般认为,对截面较小的柱(3500mmX500mm),当新加截面厚度)80mm时,通过对原柱表面凿毛、清洗、涂刷界面剂等方法即可保证新老混凝土的共同工作。但对截面较大的柱(31000mmX1000mm),仅靠界面处理则难以保证,本工程需加固柱属于后者。新老混凝土连接的好坏将直接影响到加固效果。
根据检测结果,从地下2层至8层,框架柱的混凝土强度仅在其中1层或几层不满足要求;轴线偏差的情况也同样。最安全简便的办法是对有问题的构件从基础开始一直加固至出现问题的楼层,但工程量太大,同时由于加固的构件太多,也影响了建筑的使用空间。因此,经济合理的选择是仅加固有问题的柱,但这样一来,势必出现一根柱的截面上下楼层不一的情况,新加截面纵筋的锚固也成问题。
设计采用在加固柱侧面水平植入L形钢筋的方法解决以上2个问题,如图2所示。L形钢筋的垂直段与新加截面纵筋焊接,单面焊,焊缝长度10d。焊接时采取湿布降温措施,以防止受热后植筋材料受加损。水平段植入柱内的长度根据植筋抗拔试验结果确定。每根柱的加固区段,从下层梁底至上层梁顶。L形植筋间距为800mm,水平方向相互错开。
2.加固施工
2.1采用加大截面法加固施工的步骤
在采用加大截面法对钢筋混凝土柱进行有效的加固处理过程中,其加固施工需要一定的步骤,而其加固施工的步骤主要体现在以下几点上:
首先要对构件的表面进行加固处理。对要进行加固处理的钢筋混凝土表面进行有效的清理,对混凝土表面进行凿毛处理,也可以在混凝土的表面打出一个沟槽,但是值得注意的是,所打出的沟槽的深度一定要大于6mm。然后将混凝土所具有的棱角进行磨平或者是打掉,将混凝土表面上覆盖的浮渣或者是尘土,利用压力水将其冲洗掉,使得混凝土表面保持清洁,值得一提的是,在采用压力水进行清洗时,要注意对时间的把控,尽量将清洗时间提前,这样能够使得混凝土在施工之前能够彻底的干燥,不致于影响到施工的进度。最后,在混凝土开始进行浇筑之前,要对其界面进行水泥净浆的涂抹,这样能够使得混凝土表面更加牢固,在施工中能够有效提高施工的整体质量。
其次要对混凝土进行配置。在进行混凝土配置的过程中,要注意考虑到新加截面混凝土各个方面的问题。一般来说,新加截面混凝土的厚度在100-150mm之间,而且在新加截面混凝土中配置了较多的钢筋,新加混凝土中所具有的这些内容,使得混凝土在搅拌的过程中,对拌合物的性能有着特殊的要求:①要求混凝土混合物中的粗骨颗粒的粒径不能够过大,在本工程中所采用的粗骨颗粒的粒径一般在1-2cm之间;②要尽可能的控制混凝土的坍塌度,不能够让混凝土的坍塌度过小,一般而言,在工程项目中,采用的混凝土坍塌度通常为16cm;③加固混凝土强度等级为C45,为控制水灰比,加入了高效减水剂。
再次,模板由于原柱边长较大,特别在仅加固柱1侧或2侧的情况下,需对模板支撑系统进行加固处理。以保证混凝土浇筑时模板有足够的刚度,通常的做法是采用环箍或水平支撑,本工程中有的柱边长达1500mm,除按上述方法外,在原柱上植Φ10@500mm拉结筋以固定模板。
最后,混凝土养护现场采用定时喷水,保证混凝土表面长期湿润,养护时间21d。
2.2加大截面法单面加固技术实际应用中需要注意的问题
在某些情况下,有应力史情况柱加固后的承载力要比无应力史情况大。因此,在实际工程中应注意这种情况,然后合理地进行加固。若柱损伤严重且荷载偏心距较小、应力水平较高时,提高加固部分混凝土强度等级效果并不显著。
3.结语
综上所述,根据工程实例可知,在高层建筑框架梁柱施工中,采用加大截面法能够使得建筑梁柱更加坚固,在强度上对其能够进行有效的提高,并且能够提升其抗火性能,对钢筋混凝土柱来说,其不仅能够使得其承载力得到明显的提升,而且还能够使得其侧向刚度也得到大幅度的提高,在目前的高层建筑框架梁柱施工当中,加大截面法具有广泛的应用价值。
【参考文献】
[1]冯杨杰,苏有文.加大截面法及粘结型钢法加固梁的技术经济分析[J].四川建筑,2010(02).
[2]赵连瑞,刘志刚.加大截面法在高层建筑加固中的应用[J].宁夏工程技术,2005(03).
[3]王林枫,田涌,张兴度,吴照海.用加大截面法加固高层建筑框架梁柱[J].施工技术,2004(06).
[4]胡波,时旭东.加大截面法单面加固钢筋混凝土柱受力性能研究[J].特种结构,2005(01).
【关键词】加大截面法;加固;高层建筑;梁柱施工
在高层建筑施工中,对钢筋混凝土梁柱进行加工的方法一般为加大截面法,这样方法的应用可以使得梁柱的承重能力大大的提高,而且对梁柱的侧向刚度也具有一定的提升作用,在目前的高层建筑框架梁柱施工中采用加大截面法,相比于其他的加固方法来说,加大截面法更具有优势,其不但能够有效加强梁柱的牢固度,而且能够提高耐高温的性能,在目前的高层建筑框架梁柱施工中具有广泛的应用价值。
1.工程实例
某高层建筑物工程为地下两层、地上二十九层的钢筋混凝土剪力墙结构高层商务楼,建筑物高度为87.522mo剪力墙抗震等级为二级。施工中发现混凝土强度低、钢筋移位等质量问题,主要有以下几点:(1)原设计混凝土强度等级为C40,用回弹取芯等方法对框架梁柱约1600个构件的混凝土强度进行了检测,仅有约40%满足设计要求。(2)柱轴线普遍偏差大,有55根柱轴线偏差大于50mm。(3)柱垂直度偏差大,表现为柱单层垂直度和全高垂直度偏差普遍超过规范要求,且上下错位,全高垂直度最大偏差达160mm。
1.1加固方案的选择
在本工程中,可以看出混凝土结构的构件在承重能力上略有不足,而且混凝土柱也没有保持垂直的状态,不利于保持结构的整体安全。由于这两方面因素的影响,使得建筑结构的安全性得不到有效的保障,为了解决这两种问题,就要采用加大截面法,对两者两种影响因素进行具体的分析,从而使得问题能够得到良好的解决。但是加大截面法也具有一定的不足,就是其施工的周期较长,而且在使用空间上会造成一定的损失,但是,这种方法仍然不可忽略,其所具有的价值还是还是要远远大于其所具有的缺陷。
1.1.1梁加固
加大梁截面,主要有3种形式:①截面加高;②截面加宽;③截面加高且加宽。
根据受弯构件正截面计算公式,通过加高梁截面可以大幅提高抗弯承载力,是较为经济的方法,但截面加高影响了楼层的净空,因此,对截面高度较大的梁采用加宽截面的方法,对荷载较大或混凝士强度很低的梁,则采用同时加宽加高的方法加固。
1.1.2柱加固
柱加固的原因为:①混凝土强度低,柱轴压比超过规范要求;②柱垂直度偏差(错位)大。第1种原因,采用包裹法加大截面,如图1a所示,对第2种原因,则针对柱错位的实际情况,采用在柱的一侧或两侧加大截面的方法,如图1b所示。
1.2柱加固构造措施
一般认为,对截面较小的柱(3500mmX500mm),当新加截面厚度)80mm时,通过对原柱表面凿毛、清洗、涂刷界面剂等方法即可保证新老混凝土的共同工作。但对截面较大的柱(31000mmX1000mm),仅靠界面处理则难以保证,本工程需加固柱属于后者。新老混凝土连接的好坏将直接影响到加固效果。
根据检测结果,从地下2层至8层,框架柱的混凝土强度仅在其中1层或几层不满足要求;轴线偏差的情况也同样。最安全简便的办法是对有问题的构件从基础开始一直加固至出现问题的楼层,但工程量太大,同时由于加固的构件太多,也影响了建筑的使用空间。因此,经济合理的选择是仅加固有问题的柱,但这样一来,势必出现一根柱的截面上下楼层不一的情况,新加截面纵筋的锚固也成问题。
设计采用在加固柱侧面水平植入L形钢筋的方法解决以上2个问题,如图2所示。L形钢筋的垂直段与新加截面纵筋焊接,单面焊,焊缝长度10d。焊接时采取湿布降温措施,以防止受热后植筋材料受加损。水平段植入柱内的长度根据植筋抗拔试验结果确定。每根柱的加固区段,从下层梁底至上层梁顶。L形植筋间距为800mm,水平方向相互错开。
2.加固施工
2.1采用加大截面法加固施工的步骤
在采用加大截面法对钢筋混凝土柱进行有效的加固处理过程中,其加固施工需要一定的步骤,而其加固施工的步骤主要体现在以下几点上:
首先要对构件的表面进行加固处理。对要进行加固处理的钢筋混凝土表面进行有效的清理,对混凝土表面进行凿毛处理,也可以在混凝土的表面打出一个沟槽,但是值得注意的是,所打出的沟槽的深度一定要大于6mm。然后将混凝土所具有的棱角进行磨平或者是打掉,将混凝土表面上覆盖的浮渣或者是尘土,利用压力水将其冲洗掉,使得混凝土表面保持清洁,值得一提的是,在采用压力水进行清洗时,要注意对时间的把控,尽量将清洗时间提前,这样能够使得混凝土在施工之前能够彻底的干燥,不致于影响到施工的进度。最后,在混凝土开始进行浇筑之前,要对其界面进行水泥净浆的涂抹,这样能够使得混凝土表面更加牢固,在施工中能够有效提高施工的整体质量。
其次要对混凝土进行配置。在进行混凝土配置的过程中,要注意考虑到新加截面混凝土各个方面的问题。一般来说,新加截面混凝土的厚度在100-150mm之间,而且在新加截面混凝土中配置了较多的钢筋,新加混凝土中所具有的这些内容,使得混凝土在搅拌的过程中,对拌合物的性能有着特殊的要求:①要求混凝土混合物中的粗骨颗粒的粒径不能够过大,在本工程中所采用的粗骨颗粒的粒径一般在1-2cm之间;②要尽可能的控制混凝土的坍塌度,不能够让混凝土的坍塌度过小,一般而言,在工程项目中,采用的混凝土坍塌度通常为16cm;③加固混凝土强度等级为C45,为控制水灰比,加入了高效减水剂。
再次,模板由于原柱边长较大,特别在仅加固柱1侧或2侧的情况下,需对模板支撑系统进行加固处理。以保证混凝土浇筑时模板有足够的刚度,通常的做法是采用环箍或水平支撑,本工程中有的柱边长达1500mm,除按上述方法外,在原柱上植Φ10@500mm拉结筋以固定模板。
最后,混凝土养护现场采用定时喷水,保证混凝土表面长期湿润,养护时间21d。
2.2加大截面法单面加固技术实际应用中需要注意的问题
在某些情况下,有应力史情况柱加固后的承载力要比无应力史情况大。因此,在实际工程中应注意这种情况,然后合理地进行加固。若柱损伤严重且荷载偏心距较小、应力水平较高时,提高加固部分混凝土强度等级效果并不显著。
3.结语
综上所述,根据工程实例可知,在高层建筑框架梁柱施工中,采用加大截面法能够使得建筑梁柱更加坚固,在强度上对其能够进行有效的提高,并且能够提升其抗火性能,对钢筋混凝土柱来说,其不仅能够使得其承载力得到明显的提升,而且还能够使得其侧向刚度也得到大幅度的提高,在目前的高层建筑框架梁柱施工当中,加大截面法具有广泛的应用价值。
【参考文献】
[1]冯杨杰,苏有文.加大截面法及粘结型钢法加固梁的技术经济分析[J].四川建筑,2010(02).
[2]赵连瑞,刘志刚.加大截面法在高层建筑加固中的应用[J].宁夏工程技术,2005(03).
[3]王林枫,田涌,张兴度,吴照海.用加大截面法加固高层建筑框架梁柱[J].施工技术,2004(06).
[4]胡波,时旭东.加大截面法单面加固钢筋混凝土柱受力性能研究[J].特种结构,2005(01).