屯昌电影院改造加固

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简介：近些年来，随着经济建设的迅猛发展，建筑工程科学技术已有了飞速发展。同时，随着钢筋混凝土结构加固理论研究方面的不断深入，各种新型建筑材料不断涌现，建筑物改造与病害处理应用越来越广泛。现就建筑工程加固补强中卸荷对加固受压混凝土结构承载力影响效果做以分析。

关键字：加固, 混凝土, 结构承载力, 探讨

在轴向荷载作用下中心受压柱，原有钢筋混凝土已有应变值εc1，新增部分钢筋及混凝土随后才参与受力。当原柱混凝土应变值由εc1增至峰值应变εc0=0.002时，原混凝土被压碎，其所承担的力由新增部分混凝土来承担，新增部分混凝土应力水平突然增大致使结构破坏。其抗压极限承载力公式：

Nu=Φ(Ac1fc1+As1fy1+Ac2σc2+As2σs2)------------------ ①

Φ---------轴心受压构件的稳定系数;

Ac1、Ac2-----原柱及新加混凝土截面面积;

As1、As2-----原柱及新加钢筋截面面积;

fc1、fy1-----原柱混凝土、钢筋抗压强度设计值;

σc2、σs2---新加混凝土、钢筋压应力值;

σc2和σs2量值取决于原结构混凝土应变值εc1与混凝土峰值应变εc0的差值Δεc1=εc0-εc1。

根据美国E.Hognestad建议的混凝土应力、应变模型

σc= fc[2×εc/εc0-(εc/εc0)2] (当εc≤εc0时)

= fc[1-(εc/εc0 -1)2]

令新加混凝土强度利用系数

αc=σc2/fc2 =1-(Δεc1/εc0 -1)2=1-[(εc0-εc1 )/εc0 -1]2=1-(εc1/εc0)2-------②

令原柱混凝土应力水平指标

β=σc1/ fc1=N1K/ (Ac1×fck1)= 1-(εc1/εc0 -1)2

解之得εc1/εc0 =1-(1-β)1/2----------------------③

将③回代入②中

αc=1-[1-(1-β)1/2]2= 2×(1-β)1/2+β-1-------------------------④

新加钢筋的应力，当原混凝土应变达到εc0时

σs2=Δεc1ES=(1-εc1/εc0)εc0ES

=(1-β)1/2εc0ES

令新加钢筋强度利用系数

αs=σs2/ fy2= ESεc0(1-β)1/2/ fy2= ES(1-β)1/2/ (500×fy2)-------------------⑤

当αs>1时，钢筋进入塑性区，取αs=1。

将σc2、σs2回代入式①中得

Nu=Φ(Ac1fc1+As1fy1+αc Ac2 fc2+αs As2 fy2)------------⑥

根据广东建筑加固工程的特点，加固设计除要求做到技术安全可靠、经济合理、施工简便、并满足使用要求外，还应遵循下述原则：

1.结构加固设计前，应进行可靠性鉴定，根据坚定结果，确定加固设计的内容和范围;同时，根据结构破坏后果的严重程度及使用单位的具体要求，确定加固后房屋建筑结构的安全等级。

2.应尽量保留和利用原有的结构和构件，避免不必要的拆除和更换。保留部分要保证其安全性和耐久性;拆除部分要考虑对其材料加以回收和利用的可能性。

3.应考虑综合技术经济指标，从设计和施工组织上采取有效措施，尽量缩短施工工期，减少停工、停产，尽可能不影响或少影响建筑物的正常使用。

4.由于高温、腐蚀、冻融、振动、地基不均匀沉降等原因造成结构损坏，加固时必须同时消减、减小、或抵御这些不利因素的有效措施，以免加固后的结构继续受害，避免二次加固。

5.结构或构件加固除满足承载力要求外，还要有足够的抗震能力，不应存在因局部加强或刚度突变而形成新的对抗震不利的薄弱层或薄弱部位，同时也要注意由于结构刚度的增大而导致地震力增大所带来的影响。结构加固应满足抗震有关要求和提高结构的延性和整体性。

6.加固设计除必须对结构的分析和承载力的小核和计算外，还要求结构合理、连接可靠。

7.加固设计在可能的条件考虑建筑美观，结合立面造型和室内装修，进行必要的建筑艺术处理，尽量避免遗留加固的痕迹。

8.加固施工往往是在荷载存在的情况下进行，必须采取有效措施，如设置临时支撑，进行卸载处理等，防止和避免在加固施工中发生安全事故。

9.加固确有困难或通过经济综合比较确实不合理，而原结构损坏又不严重时，可采用改变结构用途或减少和限制荷载的方法进行处理。减载处理方法可改用轻质隔墙、轻质保温或隔热材料，上部结构改用钢结构;楼面的设备在工艺允许情况下合理挪位;减少或限制楼层的使用荷载等。

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1.按设计尺寸切割预成型板。切割时，应考虑现场检验的需要，由监理人员按本规范附录U取样规则，*若干块板予以加长约150mm，以备人员粘贴标准钢块，作正拉粘结强度检验使用。

2.用工业丙酮擦拭纤维板材的粘贴面(贴一层板时为一面、贴多层板时为两面)，至白布擦拭检查无碳微粒为止。

3.将配制好的胶粘剂立即涂在纤维板材上。涂抹时，应使胶层在板宽方向呈中间厚、两边薄的形状，平均厚度为1.5mm～2mm。

4.将涂好胶的预成型板用手轻压地贴在混凝土粘合面的放线位置上，然后用特制橡皮滚筒顺纤维方向均匀展平、压实，并应使胶液有少量从板材两侧边挤出。压实时，不得使板材滑移错位。

5.需粘贴两层预成型板时，应重复上述步骤连续粘贴。若不能立即粘贴，应在重新粘贴前，将上一工作班粘贴的纤维板材表面擦拭干净。

6.按相同工艺要求，在邻近加固部位处，粘贴检验用的150×150mm的预成型板。

随着2008年及2010年结构设计的主要规范《建筑抗震设计规范》的两次修订改编，许多建筑在装修、改造过程中，原有的结构主体或局部构件已无法满足修订后的抗震规范，普遍都需要对原有结构或构件进行加固。结构加固就是对建筑物进行改造、加固、维护所采取的措施，目的是使建筑在改造后保证其结构安全，延长其使用寿命。结构加固技术已被广泛地应用到建筑工程的改造和维护中，加固方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，在对商品混凝土结构进行加固时，应根据结构构件的使用部位、受力情况等选用相应的一种或几种技术方法。商品混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。本文主要介绍直接加固中使用较多的几种加固方法。

1、商品混凝土结构的直接加固

1.1、加大截面加固法

加大截面加固法就是增大原构件截面面积或增配钢筋，以提高其承载力和刚度，或改变其自振频率的一种加固方法。加大截面加固法的关键是要确保结合面能有效传力，并使新旧两部分商品混凝土能够协调整体工作。因此，施工之前应将新旧商品混凝土结合部面层凿除，并从设计构造上配置足够的剪切摩擦筋或锚固件，贯穿于结合面，将两部分连接起来，使其共同受力，达到加固补强的目的该方法施工工艺简单、适应性强，设计和施工均比较成熟，适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的商品混凝土的加固。但该方法现场施工的湿作业时间比较长，浇筑商品混凝土及商品混凝土养护时间也较长，对生产和生活有较大的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小，故增大截面加固法比较适合可停止使用且净空较大建筑的加固改造。

1.2、外包钢加固法

外包钢加固常用于对框架柱的加固，即在商品混凝土柱四周包以型钢进行加固，这样既不增大商品混凝土截面尺寸，又能大幅度地提高商品混凝土柱的承载力，具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式。

干式加固法是将型钢(一般是角钢)直接外包于需要加固的商品混凝土柱四周，型钢与商品混凝土之间无连接，由于与商品混凝土没有形成一个整体，所以不能确保结合面传递剪力。湿式外包钢加固法采用具有良好粘结性能的高强度建筑结构胶，把钢板与商品混凝土构件牢固地粘结在一起，形成复合的整体结构，有效传递应力，使构件联合工作，从而提高结构的承载能力及结构的强度和刚度的一种技术。两种作业方法相比较，干式作业法施工更为简单，价格低，施工时间短，但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时，应根据加固要求和原构件情况，合理选择适当的方案进行加固。下面笔者就自己在设计工作中遇到的一个具体的工程实例介绍湿式加固法。

扬州杭集地区有一两层的框架，因改变使用功能增大了楼面的活荷载。经过三维空间结构计算软件对加荷后结构整体计算，结果显示局部的梁、板、柱均达不到设计要求，说明加荷后建筑物整体的承载力，抗震能力不能满足要求， 必须进行处理。通过计算原有的基础可以满足加荷后的要求，故不需要对基础进行加固。考虑到工期紧和使用上均不允许显着增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高柱承载能力，故决定对框架柱采用外包钢加固法，即在商品混凝土柱四周包以型钢进行加固，将角钢包于柱子四周并用缀条连接，具体方法采用湿作业法：即用具有良好粘结性能的高强度建筑结构胶，将角钢粘贴在商品混凝土柱上，达到整体加固补强目的。