【廣告】
柱抗震加固在中國建筑中,有“橫梁直柱”的說法,柱是建筑物中垂直的主結(jié)構(gòu)件,承托在它上方物件的重量。鑒于柱的重要性,在中一旦受到侵害,其對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響將不堪設(shè)想。
對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的作用力
1.地基基礎(chǔ)影響的破壞。房屋建筑物所在的地基土質(zhì)、下臥巖層的結(jié)構(gòu)與深度、基礎(chǔ)的類型和深度以及地表地形特征,都對(duì)房屋建筑物的破壞有影響。當(dāng)加速度較小時(shí)或地質(zhì)堅(jiān)實(shí)時(shí),地表層或下墊層可能會(huì)先達(dá)到屈服點(diǎn),巖石、土層將產(chǎn)生塑性變形,導(dǎo)致地基承載力下降甚至地基失效造成的破壞和強(qiáng)烈引起的振動(dòng)導(dǎo)致基底土質(zhì)液化引起房屋建筑物的下沉、傾斜和滑坡造成的破壞,在歷次災(zāi)害中并不少見。
2.豎向力導(dǎo)致的破壞??v波使房屋建筑物產(chǎn)生上下顛簸,若房屋建筑物的豎向穩(wěn)定性不是太好,而力較大時(shí),會(huì)使底層柱子和墻體瞬間增加很大的動(dòng)荷載,疊加上部的自重,當(dāng)超出底層柱子和墻體的承載能力,底層墻柱會(huì)垮掉從而導(dǎo)致破壞。
3.橫向力導(dǎo)致的破壞。橫波是房屋建筑物損壞水平搖擺,破壞力很大。它相當(dāng)于給房屋建筑物施加水平方向來回反復(fù)的作用力,大小和引起的變形超出底部墻體和柱子的極,就會(huì)使整幢房屋建筑物傾斜或傾倒從而導(dǎo)致破壞。
4.旋轉(zhuǎn)力導(dǎo)致的破壞。各種原因引起的旋轉(zhuǎn)力,導(dǎo)致房屋建筑物圍繞水平軸或豎向軸扭轉(zhuǎn),這種扭轉(zhuǎn)力對(duì)房屋建筑物的影響很大,因?yàn)榉课萁ㄖ镆话憧古つ芰^差,很容易扭壞。
豎向力、橫向力和旋轉(zhuǎn)力在離震中較近的范圍內(nèi),往往會(huì)交織作用,給房屋建筑物以毀滅性的破壞。
對(duì)柱呈現(xiàn)怎樣的破壞形式?
1.角柱破壞
當(dāng)房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí),角柱受剪大。同時(shí)又因雙向受彎,所以震害比內(nèi)柱重。
2.短柱破壞
短柱剛度大,分配到的剪力也大,常發(fā)生剪切破壞。
3.柱端彎剪破壞
因柱端彎矩、剪力、軸力都較大。
4.柱身剪力破壞
由剪力、扭矩復(fù)合作用引起。
5. 梁柱節(jié)點(diǎn)破壞
因箍筋不足,在剪壓作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞。
“強(qiáng)柱弱梁”概念
建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求強(qiáng)柱弱梁,更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)。意思就是,建筑物的柱子要比梁做的堅(jiān)固,梁柱節(jié)點(diǎn)要更堅(jiān)固。
這是為什么?
在強(qiáng)烈作用下,梁柱節(jié)點(diǎn)往往是多層框架破壞的主要部位。中節(jié)點(diǎn)的破壞多為柱端混凝土被壓碎、剝落,鋼筋壓屈外鼓,破壞首先發(fā)生在柱子上。這對(duì)整個(gè)框架很不利,因?yàn)槟硨幽骋恢税l(fā)生破壞,其他柱端也容易發(fā)生破壞,從而使建筑物倒塌。
反之,如果破壞發(fā)生在梁端,要待所有的梁或絕大部分的梁出現(xiàn)破壞時(shí),整個(gè)建筑物才會(huì)倒塌。所以,在設(shè)計(jì)上有意加強(qiáng)柱子的抗震能力,在作用下形成“梁鉸型”破壞機(jī)制。
但在汶川中,框架柱的破壞明顯重于梁,柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出,包鋼加固,即所謂的“強(qiáng)梁弱柱”結(jié)構(gòu)很普遍。
哪一種加固方法適合柱抗震加固?
柱抗震加固方法很多種,碳纖維布是近年來被使用多的加固新材料之一,其對(duì)鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固十分有效。當(dāng)對(duì)柱粘貼碳纖維布抗震加固時(shí),應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn):
當(dāng)柱軸心受壓的正截面承載力不足時(shí),可采用環(huán)向圍束法對(duì)齊進(jìn)行加固,即就是沿柱全長進(jìn)行無間隔地環(huán)向連續(xù)粘貼碳纖維布來對(duì)其進(jìn)行加固;
當(dāng)柱斜截面受剪承載力不足時(shí),可將碳纖維布粘貼成環(huán)型箍,且纖維方向與柱的縱軸線垂直;當(dāng)加固大偏心受壓的鋼筋混凝土柱時(shí),應(yīng)將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面,且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線方向一致。
當(dāng)對(duì)延性不足的柱進(jìn)行抗震加固時(shí),可采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成的環(huán)向圍束作為附加箍筋。環(huán)向圍束的碳纖維布層數(shù),對(duì)圓形截面不應(yīng)少于2層,對(duì)正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層;環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm,環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長度不應(yīng)小于200mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開。
碳纖維布抗震加固柱子效果佳,但應(yīng)選擇優(yōu)良的碳布碳膠材料,注意粘貼的方式方法,否則就達(dá)不到真正意義上的抗震加固。
鋼柱的加固
柱通常為軸壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件,結(jié)合其受力特點(diǎn),應(yīng)采用以下加固方法。
1、柱子卸荷法
必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時(shí),采取“托梁換柱”方法。
當(dāng)僅需加固上部柱時(shí),可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架,使柱子卸荷。當(dāng)下部柱需要加固或工藝需要截去下柱時(shí),可在吊車梁下面設(shè)一永性托梁,將上部柱荷載(包括吊車梁荷載)分擔(dān)于鄰柱(必須驗(yàn)算鄰柱并加固之,也要驗(yàn)算基礎(chǔ))上。采用此法應(yīng)考慮到用托梁代替下柱后,托梁將產(chǎn)生一定的撓度,迫使原屋架下沉,從而可能損傷與此屋架相連構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)。為此可預(yù)先在托梁上加臨時(shí)荷載,使托梁具有預(yù)先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱、焊接托梁與鄰柱、加臨時(shí)荷載!、焊接托梁與中柱、卸下臨時(shí)荷載!、加固或截去下部柱。
2、鋼柱加固法
(1)補(bǔ)強(qiáng)柱的截面。一般補(bǔ)強(qiáng)柱截面用鋼板或型鋼,采用焊接或高強(qiáng)螺栓與原柱連接成一個(gè)整體。
(2)增設(shè)支撐。增設(shè)支撐以減小柱自由長度,提高承載能力。在截面尺寸不變的情況下提高了柱的穩(wěn)定性。
(3)改變計(jì)算簡圖,減小柱外荷載或內(nèi)力。
(4)在鋼柱四周外包鋼筋混凝土進(jìn)行加固,可明顯提高承載能力。
3、柱腳加固法
(1)柱腳底板厚度不足加固方法
增設(shè)柱腳加勁肋,以達(dá)到減小底板計(jì)算彎矩的目的。
在柱腳型鋼間澆筑混凝土,使柱腳底板成為剛性塊體。為增加粘結(jié)力,柱腳表面油漆和銹蝕要清除干凈。
(2)柱腳錨固不足加固方法
增設(shè)附加錨栓。當(dāng)混凝土基礎(chǔ)較寬大時(shí)采用。在混凝土基礎(chǔ)上鉆出孔洞,插入附加錨栓,澆注環(huán)氧砂漿或硫磺砂漿(孔洞直徑為錨栓直徑"加20mm,深度大于30d)將整個(gè)柱腳包以鋼筋混凝土。新配鋼筋要伸入基礎(chǔ)內(nèi),與基礎(chǔ)內(nèi)原鋼筋焊接。
4、 柱加固承載力驗(yàn)算法
負(fù)荷狀態(tài)下加固計(jì)算,重要的問題是加固后應(yīng)力能否重分配,即加固后原有截面能否將原有應(yīng)力分配到新補(bǔ)強(qiáng)的構(gòu)件截面上去,如能重分配,新老荷載之和,可以平均分配給新老截面上,否則原有荷載仍由原截面承擔(dān),新增加荷載由新老截面(即加固后總截面)平均分擔(dān)。
到目前為止,加固后應(yīng)力重分配尚未為實(shí)驗(yàn)所完全證實(shí)(至少在彈性階段),可是對(duì)靜載結(jié)構(gòu)來說,當(dāng)截面一部分進(jìn)入塑性狀態(tài),應(yīng)力終會(huì)重分配,所以計(jì)算中靜載結(jié)構(gòu)可以新老截面共同工作原則來計(jì)算;當(dāng)在動(dòng)載結(jié)構(gòu)情況下,塑性區(qū)很難形成,不考慮應(yīng)力重分配,計(jì)算時(shí)將加固前和加固后的情況分別計(jì)算,然后求其總和。在卸荷情況下加固,就不存在上述問題。
卸荷狀態(tài)下,截面驗(yàn)算按加固后總截面,并考慮加固折減系數(shù),按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算,即按負(fù)荷狀態(tài)下加固截面作用靜力荷載的驗(yàn)算公式計(jì)算,桿架桿件、梁也是如此。
你的房屋為何要加固基建事業(yè)的迅猛發(fā)展,為我們帶來便利的同時(shí),也帶來了新的問題。由于混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度低、受環(huán)境影響因素大等特點(diǎn),導(dǎo)致在服役的過程中容易出現(xiàn)裂縫、腐蝕等病害。結(jié)構(gòu)加固,治理結(jié)構(gòu)病害的醫(yī)生,寶安加固,能有效治理、改善結(jié)構(gòu)病害,近年來正在越來越多的結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用。
事實(shí)上,結(jié)構(gòu)加固與我們并非遙不可及,我們平時(shí)經(jīng)過的橋梁,與我們生活有直接關(guān)系的學(xué)校、醫(yī)院等,已經(jīng)有很多經(jīng)歷過加固改造。而我們所居住的房屋,許多都處于帶病工作的狀態(tài),更需要加固改造來滿足安全需求。
1、房屋為何需要加固
房屋病害可能由多種原因引起,首先從混凝土自身性能的角度考慮,混凝土在長時(shí)間的服役過程中,難免會(huì)發(fā)生老化,如果所處環(huán)境較為惡劣,混凝土的耐久性與強(qiáng)度會(huì)發(fā)生嚴(yán)重下降,混凝土開裂、剝落等現(xiàn)象的出現(xiàn)也就不足為奇。除此之外,部分房屋可能存在抗震等級(jí)不達(dá)標(biāo)的情況,為防止房屋在來襲時(shí)坍塌,同樣需要進(jìn)行加固處理。
另一方面,人為因素同樣會(huì)令混凝土結(jié)構(gòu)受到損傷。改變結(jié)構(gòu)功能時(shí),比如說住宅改為商場等,必須要保證承載力能夠滿足新功能的要求,對(duì)于不滿足要求的結(jié)構(gòu)就需要進(jìn)行加固處理。此外需要注意的是,平時(shí)容易忽略的結(jié)構(gòu)破壞,例如各種墻體、梁體開洞,扶梯、電梯的增設(shè)等,同樣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。韓國三豐百貨大樓,不僅改變建筑使用功能,更肆意破壞結(jié)構(gòu),終發(fā)生坍塌,房屋加固改造,在過去的文章中我們也有過相關(guān)探討(大樓倒塌千人罹難,事件真相引人深思)。
房屋安全,僥幸心理切不可取。前段時(shí)間,上海浦東新區(qū)一則坍塌事故引起了業(yè)內(nèi)的關(guān)注。當(dāng)?shù)匾患页卸泳植堪l(fā)生坍塌,所幸當(dāng)時(shí)超市人員較少,9人被掩埋其中,終造成6人受傷,2人。據(jù)調(diào)查,本次事故中,二層閣樓為商家私自建造,并用來堆放貨物,由于貨物對(duì)樓板造成了較大負(fù)擔(dān)且未進(jìn)行加固處理,導(dǎo)致了此次慘劇的釀成。
我們可以設(shè)想一下,若上述超市,按照標(biāo)準(zhǔn)的流程對(duì)房屋進(jìn)行加固處理,或許此次悲劇就不會(huì)發(fā)生。而此超市,粘鋼加固,也僅是我國眾多私建亂建危房中的縮影之一,還有很多建筑正處于危險(xiǎn)的狀態(tài)而沒有被發(fā)現(xiàn)或重視,因此,了解加固流程,及時(shí)治理病害結(jié)構(gòu),我們每一個(gè)人都有責(zé)任。
2、房屋加固遵循流程
與新建住房一樣,房屋加固也存在的流程,只有嚴(yán)格執(zhí)行,才可保證房屋加固安全。
要注意的是,加固改造并非隨意而為,改造前應(yīng)進(jìn)行申報(bào)并得到審批以防違規(guī)建筑。房屋加固四大流程環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)環(huán)節(jié)都有不可忽視的作用,不能舍本逐末,為了節(jié)約成本或節(jié)省工期而盲目改造。
企業(yè): 深圳前景建筑工程有限公司
手機(jī): 13923737181
電話: 0755-28760691
地址: 深圳市龍崗區(qū)平湖街道平安大道華南城鐵東物流區(qū)11棟505-507