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【午晟智造】混凝土柱子加固

2018-12-27 11:35:16      点击:

《构件加固设计之基础加固》中,主要介绍了一些基础的加固方法,而本文主要讲解砼柱的常用加固方法,包括增大截面加固法、外包型钢加固法和粘贴碳布环向封闭箍加固法,每种方法的适用范围和构件要求不同,详细见下文。

1.砼柱加固一般情形

1)“轴压比”或“配筋”超限:需采用增大截面加固;
2)混凝土柱纵向配筋不足:需采用外包型钢(又称“外包角钢”);
3)混凝土柱水平向配筋(箍筋)不足:需采用粘贴封闭环形钢板(或碳布)箍;
4)提高柱延性加固:采用粘贴碳布环向封闭箍。

2.增大截面加固法

1)适用范围

增大截面加固法,即通过增加原构件的受力钢筋,同时在外侧重新浇筑混凝土以增大构件的截面尺寸,来达到提高承载力的目的。其优点是可以同时增大构件的刚度、承载力和变形能力,部分情况下也可以加强连接的可靠性;其缺点是湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间较多等。增大截面加固混凝土柱示意如图 2.3 所示。

增大截面加固法
图 2.3 增大截面加固法加固砼柱示意图

2)构造要求

a. 构件混凝土强度等级不应低于 C13;
b. 新增部分,可采用现浇混凝土、自密实混凝土或喷射混凝土浇筑而成。也可采用掺有细石混凝土的水泥基灌浆料灌注而成。
c. 新增混凝土厚度要求:人工浇注:≥60mm;喷射:≥50mm。
d. 采用增大截面加固法时,原构件混凝土表面应经处理,设计文件应对截面处理方法和质量提出要求。一般情况下,除混凝土表面应予打毛外,尚应采取涂刷结构界面胶、种植剪切销钉或增设剪力键等措施。
e. 柱的受力钢筋直径不应小于 14mm,加锚式箍筋直径不应小于 8mm;U 形箍直径应与原箍筋直径相同;分布筋直径不应小于 6mm。

3)常见问题及注意事项

a. 四边增大截面加固混凝土柱,务必确保新增箍筋封闭。
b. 当采用单边、两边或三边增大截面加固混凝土柱时,新增箍筋无法封闭的情况下,可采用新增箍筋与原有箍筋焊接的形式实现封闭效果。

3.外包型钢加固法

1)适用范围

外包型钢加固法,按其与原结构连接方式分为外粘型钢加固法和无粘结外包型钢加固法;均适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱加固。外包型钢加固混凝土柱示意如图 2.4 所示。
外包型钢加固法
图 2.4 外包型钢加固法加固砼柱示意图

2)构造要求

a. 加固角钢不应小于 L75×5;
b. 扁钢箍板或缀板不应小于 40mm×4mm,其间距不应大于 20r(r 为单根角钢截面的最小回转半径),且不应大于 500mm;在节点区,其间距应适当加密。
c. 外包角钢两端应有可靠的连接和锚固,角钢下端应锚固于基础,中间应穿过各层楼板,上端应伸至加固层的上一层楼板底或屋面板底。
d. 外包型钢加固柱时,应将原构件截面的棱角打磨成半径 r 大于等于 7mm 的圆角。外粘型钢的注胶应在型钢构架焊接完成后进行。
e. 外粘型钢的胶缝厚度宜控制在 3mm~5mm;局部允许有长度不大于 300mm、厚度不大于 8mm 的胶缝,但不得出现在角钢端部 600mm 范围内。

3)常见问题及注意事项

a. 新增角钢沿柱高必须全部贯通,如角钢遇楼层梁无法通过时,可通过采用等代钢筋穿过楼板与上下楼层加固角钢焊接;
b. 在梁柱节点位置,扁钢无法穿过混凝土梁时,亦可采用等代钢筋穿过混凝土梁与左右两侧加固角钢焊接的形式进行加强锚固;
c. 对于底层柱加固,加固角钢端部必须锚固于原结构基础顶面,对于埋置在地基土内部分加固角钢,应浇筑混凝土围套进行防锈处理,如图 2.4 中 3-3 剖面图;
d. 如有特殊要求时,混凝土柱采用外包型钢进行加固后,尚需进行防火处理,鉴于目前国家无相关规范要求,通常做法同钢结构防火做法,如涂刷薄型或厚型防火涂料。

4.粘贴碳布环向封闭箍加固法

1)适用范围

适用于需要提高截面抗剪承载能力和构件整体延性的钢筋混凝土柱加固。

2)构造要求

a. 被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于 C15,且混凝土表面的郑拉粘结强度不得低于 1.5MPa;
b. 粘贴在混凝土构件表面上的碳布纤维复合材,不得直接暴露于阳光或有害介质中,其表面应进行防护处理。
c. 采用本方法加固的混凝土结构,其长期使用的环境温度不应高于 60℃。

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