韶关房屋加固别墅加固

钢结构是我国较为常见的建筑，检测鉴定和加固是保证钢结构建筑安全稳定有效措施，本文将进行分析。 

二、复核检查、检测内容及结果 

某砌体结构房屋处于7度抗震设防区,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为**组。该房屋原结构为5层砖混结构(*5层局部挑出),建于20世纪90年代初。为拓展业务,该房屋产权单位于2005年采用单层钢结构对该房屋进行了加层改造,当钢结构加层施工完成后,由于种种原因,该加层工程被迫停工,搁置了2年多时间,都未进行内部装修及使用。现需要对其进行加固设计。 

为作好该房屋加固设计工作,在进行加固设计前,对其加层部分进行了全面的复核检查、检测。 

1、轴线尺寸、构件布置复核检查、检测 

现场对该钢结构加层工程的柱网、轴线尺寸进行复核检测,发现该加层钢结构柱网、轴线尺寸均符合设计要求,该房屋原结构**层平面示意及原加层钢结构钢架示意分别如图1,2所示。 

图1原结构**层平面示意  

图2原加层钢结构钢架示意 

经与原结构设计图纸比较后发现: 

(1)该加层钢结A轴钢柱支承于原结构悬挑梁的端部; 

(2)靠Z轴线部分中柱支承于截面尺寸为250Mm×300mm,梁底跨中仅配置2<12钢筋的混凝土小梁上。 

（3)部分边柱支承在原结构女儿墙构造柱上,经现场检查,女儿墙构造柱混凝土外观质量存在缺陷,局部孔洞、露筋,且个别钢筋已锈蚀;个别钢柱支承在原结构女儿墙上,且柱脚未做任何处理。 

二、构件连接检查及截面尺寸复核检测 

现场随机抽取部分该加层钢结构工程的钢柱、屋架弦杆、腹杆和檩条,对其截面尺寸进行复核检测,发现该工程钢柱和屋架弦杆所采用的薄壁矩型钢管的壁厚均小于原设计要求,原设计矩管壁厚均为410mm,现场抽测为215mm。腹杆原设计为40mm×4mm的薄壁矩型钢管,现场改为<32mm×215mm圆钢管。檩条原设计为C140×50×215,现场改为C135×52×210,且设计采用连续檩条,而施工过程中未按照规范要求,在檩条支座节点处未进行搭接处理,且该加层结构的检测、鉴定报告中提出檩条承载能力不满足规范要求。 

3、支撑布置复核检查 

现场对该加层钢结构工程的支撑体系进行检查,发现柱间支撑、屋架上弦水平支撑、屋架下弦系杆和部分墙檩等构件,均未按照原设计要求设置。 

4、焊接质量复核检查 

现场对该加层钢结构工程构件的连接焊缝进行检查,发现部分腹杆与弦杆的连接处仅为点焊,个别柱与弦杆的连接焊缝亦仅为点焊,部分现场焊接位置未涂防锈漆,个别位置已出现锈蚀。 

三、结构加固方案初选及复核验算 

依据现场复核检查、检测结果,并结合该房屋原结构和加层钢结构的设计图纸,以及由委托方提供的该房屋加层钢结构的检测、鉴定报告,对该房屋加层钢结构提出加固方案如下。 

1、将支承于屋顶女儿墙或女儿墙构造柱上的钢柱延至原结构屋面圈梁或屋面大梁等混凝土构件上,并保证柱脚与原结构可靠连接。 

2、在X轴增设一排钢柱,以分担悬挑梁端部荷载。 

3、对屋盖檩条采取附加一根同截面C型钢形成复合截面构件的措施,进行加固。 

4、对未按照原设计图纸施工的支撑及墙檩进行补加。 

结合该加层钢结构的现状及加固方案,对该房屋加层钢结构和新增钢柱柱脚处混凝土梁的承载能力进行复核验算,结果表明: 

1、Y轴~Z轴跨支承中柱的钢筋混凝土梁的抗弯承载能力不符合现行规范要求。委托方不同意对下部混凝土梁进行加固,故采用改变传力途径的方法进行处理,将中柱分别移至Y轴和Z轴。 

2、矩管钢柱承载能力不符合规范要求,考虑矩形钢管壁厚较薄,杆件加固施工难度较大,采用H型钢替换原矩形钢管柱。 

3、钢柱位置挪动之后,屋架腹杆与弦杆的节点随之做相应改动,对需改动或承载能力不满足要求的腹杆,采用加大截面法进行处理。 

4、屋面檩条按复合截面验算,其承载能力满足规范要求。 

四、加固设计 

根据检测结论及分析结果，通过对加固方案的适用性、可靠性、可操作性、施工周期和经济性等多方面的综合考量，确定针对钢结构框架梁、柱及相关连接节点的较优加固方案。 

由钢结构体系特点可知，不宜在结构构件服役受力状态下进行大量焊接处理，而且采用焊接加固方法仍无法纠正原结构的安装施工偏差等问题。考虑到商场空间较大，经综合分析采用外包钢筋混凝土法对钢框架梁、柱进行加固处理，在避免对原结构大量焊接的同时，混凝土层亦可兼作防火层，具有节省工期、坚实可靠等特点。 

各层框架钢柱存在垂直度偏差及驳接位施工质量不合格等问题，加固处理后，可有效提高框架柱承载能力及刚度，同时通过外包混凝土层恢复框架柱垂直度。以轴为例详细介绍加固设计方法。建筑物耐火等级为一级，钢柱耐火极限为3h，根据相关防火规范，钢柱以混凝土作保护层其厚度不小于12cm。现取150mm作为外包混凝土层厚度，满足防火保护层厚度要求，因检测结果不合格必须先进行局部加固处理，因此先在柱驳接位置采用四围加焊钢板的方法局部加固。加固后框架柱有了较大的安全储备，能确保结构各项指标达到规范要求，柱的稳定性及刚度得到了有效提高。使用该方法加固达到了安全要求，且施工相对较简单快捷。 

建筑物使用功能的复合化、施工企业监控的不慎致建筑火灾频繁发生。施工过程中由于操作不当引起火灾，导致结构及构件混凝土出现爆裂、掉皮、钢筋变形、受力性能改变，甚者影响结构安全。从受损情况、检测结果、方案设定、方案实施及安全措施介绍了某工程混凝土结构在受到900℃高温破坏后的补强加固技术，实施后经检测效果达到设计要求，不影响使用功能。 

某大型地下室工程，建筑面积约13800m2，框剪结构。工人用氧气切割地下一层挡土墙内侧上的拉杆时，切割引起的火星及灼热钢筋头，从混凝土板预留洞口落到地下二层用于覆盖混凝土的棉被上，引起火灾持续约1小时左右，消防车到现场进行紧急救援。 
2.工程受损情况 
由于混凝土各组成材料的热膨胀性能不同，在温度较高的情况下，水泥石脱水收缩，而骨料受热膨胀，使混凝土产生很大的内应力，破坏水泥与骨料之间的粘结。而钢材的耐火性能差，当温度达500℃时，强度仅为设计强度的50%左右，当温度达700℃及以上时，强度仅为设计强度的5～10%。随钢筋和混凝土温度升高，混凝土抗拉强度及混凝土和钢筋之间的粘结力显着降低。鉴于现场火灾的持续时间、分布范围、可燃物特性、通风条件、灭火过程等对火灾区域进行温度推断，本次火场较高温度约为930℃。 
当用水扑灭时，结构表面急剧冷却在其表面形成很大的收缩应力，混凝土表面首先出现裂缝，进而使结构变得酥松，强度减低，产生许多由外向内的裂纹，导致混凝土爆裂、表面酥松及钢筋外露。 

检测情况 
3.1结构材料性能检测 
⑴钢筋力学性能检测：由于火灾造成基础梁侧及负一层**板的板底混凝土大面积剥落，钢筋外露，经取样检验，受灾后所取钢筋的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率虽满足规范要求，但屈服强度均有所下降，较大的达到3.4%，抗拉强度平均下降了12.2%，实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比不满足GB1499.2-2007要求。 
⑵混凝土强度检测：根椐工程建筑结构类型及现场实际情况，依据相关国家标准、采用回弹-钻芯取样综合法对该工程柱、梁、板进行随机抽样检测，发现部分混凝土强度等级不满足设计要求，主要原因是回弹法与钻芯取样未在同一个侧面，且地下室温度偏低、混凝土日平均温度累计远小于600℃.d： 
4.加固方案及注意事项 
4.1对受火构件采取增大截面处理的方法进行加固，局部混凝土剥落的构件进行凿除处理后待混凝土表面完全干燥，用环氧树脂水泥砂浆进行抹压平整。 
4.2进行表面处理的部位，在施工前必须清理干净且基层必须干燥，严格控制原材料质量，按照混凝土配合比进行施工，确保混凝土强度。 
4.3对植筋经拉拔试验合格后方可进行下一道工序，并提供拉拔检测合格报告。组织专人进行监督施工，严格工序交接，符合验收程序。 
5.方案实施 
将火灾区域的受火构件分为梁板柱三种需要加固的情况。 

5.1梁板加固 
其操作工艺为：凿除→清洗→钻孔→清孔→注胶→植筋固化→钢筋绑扎→模板支设→混凝土浇筑→拆模→强度检测验证。具体操作方法为： 
⑴凿除：用手锤、钉子凿除板松散、过火损坏的混凝土至新鲜、坚实的混凝土基面，不得用力过猛，避免造成构件二次损伤。 
⑵清洗：用高压水清洗混凝土表面。 
⑶钻孔、注胶、植筋等：在受火楼板面钻孔，孔径Φ100mm、梅花形布置、间距1000mm，钻孔时应不损坏楼板钢筋；沿框梁受火面按间距不大于100mm进行冲击钻植筋孔，深度以梁箍筋直径的15倍，用吹风喷嘴清孔至无尘后注胶固化，经拉拉拔检验合格为宜，植筋设直角弯头。 
⑷钢筋绑扎：绑扎原梁箍筋同规格、直径钢筋，间距不大于100mm。若梁底筋受损严重还要在梁底植相同规格、直径钢筋，梁截面宽度增加100mm，高度增加100mm。 
⑸模板支设：在梁、板经凿除后板下层钢筋网外缘下50mm处支设梁、板模板，模板应清理干净并充分浇水湿润并认真添堵缝隙，减少漏浆。 
⑹混凝土浇筑：采用比原设计梁板混凝土高一个强度等级的同性能细石混凝土或自密实混凝土浇筑，严格控制坍落度及扩散度，采用微型振动棒进行振捣，同时安排专人随混凝土流淌进展部位不断敲击模板，确保混凝土不发生漏振或孔洞，并留取同条件试块，以随时掌握混凝土强度增长情况。 
⑺拆模：待混凝土强度达**后，进行模板拆除，后现场清理。 
⑻强度检测验证：采用回弹仪进行现场检测，确保强度满足设计要求。