我国是一个多地震的国家,地震活动的分布十分广泛,绝大多数省份都曾发生过六级以上的地震,地震基本烈度6度及以上地区的面积占全部国土面积的79%。我国450个城市中,位于地震区的约占74.5%,其中有一半位于地震基本烈度为7度及以上地区;28个百万以上人口的大城市有85.7%位于地震区,50~100**口的大中城市和20~50**口的中小城市有80%位于地震区。2008年5月12日14时28分,四川省发生里氏8级强烈地震,全国大半地区有明显震感,震中位于阿坝州汶川县,汶川大地震造成了重大的人员伤亡及财产损失,房屋损毁严重,倒塌房屋近540万间。汶川县八个镇被夷为平地,大多数人也是因为房屋倒塌而遇难。绵阳市安县桑枣中学的两千名学生和上百名教师在汶川大地震中没有一个伤亡,校长叶志平日常组织修缮加固校舍发挥了关键作用。从1997年开始,整修以前留下的豆腐渣工程的烂尾楼成为他多年来一直坚持的工作。在预制楼板的板缝中灌注混凝土,用三年的时间把大楼的22根立柱全部加粗,从基础一直到楼顶进行了多次加固。当年仅用17万元建起来的教学楼光加固费用就用了近45万元。在这次特大地震中,桑枣中学经过数次抗震加固的教学楼没有倒塌,保证了全体师生的生命安全。由此可见,对老旧房屋进行抗震加固是十分必要的。
在北京铁路地区有一批二十世纪六、七十年代建造的多层简易住宅,建造时的设计标准较低。由于砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,多年来砖混结构房屋是我国当前建筑中使用较广范的一种建筑形式,其中民用住宅建筑中约占90% 以上。虽然近几年各省市将陆续取消砖混结构房屋的建造,但目前,在现实社会中还存在着大量的砖混结构房屋。砖混结构的房屋量大面广,而且由于其主要结构材料砌体脆弱,延性差,因此改善砌体结构延性,提高砖混结构房屋的抗震性能具有较其重要意义。对此,提出对砖混结构房屋抗震加固的一些看法。
地震给砖混结构房屋的震害具有以下一般规律:承重墙体的破坏,内外墙连接处及墙体转角处的破坏,楼盖和圈梁的破坏,门窗过梁的破坏和楼梯间墙体及楼梯的破坏。对于此规律,提出以下加固方法。
一、增设抗震横墙。
抗震墙是按照抗震要求而设计的墙体,它可以是砖墙,也可以是钢筋混凝土墙或配筋砖砌体。为了使增设的抗震横墙能真正分担地震荷载,抗震砖横墙厚度应不小于24cm,墙下要做基础,墙**要用细石混凝土与大梁粘结,并与原纵墙妥善拉结。
二、加固墙角。
外墙转角处有明显裂缝斜歪情况采用钢筋拉杆拉结,拉杆宜靠近屋盖或楼盖的底面,沿墙体(或大梁)两侧成对布置,贯通整个房屋。钢筋一般为Φ14-18.钢筋拉杆的两端应锚固,可在强外侧垫钢板或木楞,然后用螺母拧紧,垫板的宽度不宜小于两砖的厚度,长度略大于双拉杆的间距。较长的拉杆宜在中段用花篮螺栓作为紧固装置。外墙转角处仅有局部裂缝或歪闪时,可用钢筋混凝土拐梁做局部加固。
三、加固纵墙和窗间墙。
纵墙抗震能力不足时,可采用增设外加砖柱或外加钢筋混凝土壁柱的方法进行加固。增设的壁柱应做基础,并与原纵墙加强连接。
四、增设圈梁。
圈梁可以加强房屋的整体性,提高房屋的抗震能力。圈梁可分为钢筋混凝土圈梁、型钢圈梁、钢筋抹灰圈梁。钢筋混凝土圈梁宜于墙厚相同,当强厚为240cm以上时,其宽度可为墙厚的三分之二,且不小于240cm,高度不应小于120cm,基础中圈梁的较小高度为180cm。钢筋混凝土圈梁在墙身的位置应考虑充分发挥作用并满足较小断面尺寸。外墙圈梁一般与横墙相平,内墙圈梁一般在板下。钢筋混凝土圈梁被门窗口截断时,应在洞口部位增设相同截面的附加圈梁,附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其垂直间距的两倍,并不小于1m。型钢圈梁每隔1-1.5m与墙体使用Φ12螺栓拉结圈梁,与墙面之间缝隙用水泥砂浆填满。使用型钢圈梁时,钢筋混凝土构造柱靠墙一侧的纵向钢筋,应焊接到型钢圈梁上,不宜将型钢翼缘切割让纵筋通过。型钢圈梁在拐弯处或长度不够时,其连接板不应弱于型钢圈梁。钢拉杆的直径不应小于16cm,应调直拉紧,上防锈漆和银粉两道。
外加圈梁应**采用现浇钢筋混凝土圈梁,在特殊情况下,也可以采用型钢圈梁。多层砖房应在屋顶及每隔一层设置圈梁,**层圈梁应采用现浇钢筋混凝土,其他层可用配筋砖带圈梁。钢筋混凝土圈梁断面应不小于24cm*12cm,配筋砖带的高度不应小于5皮砖。
圈梁应该拉通,形成整体。对已建房增设圈梁加固时,可沿外墙一侧,每隔1.2-1.5m造孔,搁置锚拉钢筋,使贴在外墙的钢筋混凝土圈梁与旧砖墙共同工作。圈梁除沿外墙必须交接外,在楼梯间及每隔三开间的横墙处应用钢筋拉杆拉通。其中以圈梁与墙体的连接为例,如下图:
五、外加钢筋混凝土构造柱。
外加钢筋混凝土构造柱,是指在已建成的砖石结构房屋的某些部位的外侧或内侧设置钢筋混凝土柱,与墙体组合起来,共同承担地震力。
构造柱的作用是与圈梁一起形成封闭骨架,提高砌体结构的抗震能力。构造柱一般加设在以下位置上,即外墙转角,内外墙交接处及楼梯间的四角处。构造柱的较小断面为240cm*180cm,构造柱的较小配筋量是:主筋4Φ12,箍筋Φ6@250mm,7度时**过6层,8度时**过5层和9度时,主筋采用4Φ14cm,箍筋Φ6@200cm。施工时,先放构造柱的钢筋骨架,再砌墙,最后浇注混凝土,构造柱两侧的墙体应做到“五进五出”,即每300cm高伸出60cm,每300cm高再收回60cm。构造柱的外侧应有120cm厚的保护层。构造柱的下部应伸入地梁内,无地梁时应伸入室外地坪下500cm处,构造柱的上部应伸入**层圈梁,以形成封闭的骨架。
六、加夹板墙。
因砖墙抗剪强度不足,将砖砌体的粉刷抹灰层去掉,在砌体外侧抹高标号水泥砂浆或布置钢筋网抹灰砂浆,借以提高砌体的水平承载力,这种加固砌体的方法称为夹板墙法。
在夹板墙施工以前,要做好原墙面的表面清除工作,保证原有墙面的清洁,表面清除工作完毕后,用水管顺墙浇水2-3遍,沿墙钻孔,铺设钢筋网,并保证钢筋网与墙面有1cm的保护层空间,抹水泥砂浆时,**遍抹钢筋网保护层,应细致的按钢筋网逐格抹,将箍筋与砌体间的空隙抹严实,厚度1cm左右;*二遍抹骨架灰,待内层保护层水泥砂浆初凝后,即可抹骨架灰,与钢筋网齐平,厚度相当于钢筋网直径的两倍;*三遍抹罩面灰,当底子灰初凝后即可抹罩面灰,厚度约1cm,可用木抹子将灰面找平,待初凝后,再用铁抹子压2-3遍,增加密度,防止干裂。室内夹板墙应每天浇水4-5次,室外夹板墙应采取措施遮挡阳光暴晒并浇水养护,冬季应采取保暖措施给以养护。
结论:
地震中的破坏,主要表现为建筑设施的破坏、倒塌等。对强度较低的砖混结构房屋进行抗震加固,使其达到相应的抗震设防要求,可以防御和减轻地震灾害,**社会经济、政治和科技的健康发展,对社会安定具有积极的意义。因此,在工程建设中,我们应该重视工程抗震加固的发展,重视工程抗震加固的积极意义。
1.《土木工程概论》丁大钧 蒋永生 编 中国建筑工业出版社 2003年2月**版
2.《房屋建筑学》舒秋华 李世禹 主编 *大学出版社 2005年12月**版
3.《房屋建筑学》武六元 杜高 主编 中国建筑工业出版社 2001年10月**版
4.《建筑物评估、加固与改造》卫龙武 吕志涛 郭彤 编着 江苏科学技术出版社 2006年1月*二版
一、房屋加固的作用
由于我们国家的安居项目不断的推广,同时住宅向着产业化的方向进步,此时使用者对于项目的品质以及使用性质等方面的规定越来越严格,如果对设计开展变更活动,或者是建设时期存在偏差,又或是出现了灾情等问题的时候,就要对之前的建筑进行加固活动,确保它能够体现出具体的作用。关键的体现为以下的几点:
**,此时的结构会再次的受力,在处理之前的时候早就受力尤其是对受力性较差而开展的加固面的应力等都要处在非常高的层次之中。不过,那些新加的区域在开展加固的时候,并不会即刻的分担力,是在新的力出现的时候才反应。此时,就会导致加固构造在再次受力的时候,一直处于一种应变滞后的状态。在房屋建筑受到破坏时新加部分可能会因为达不到自身的极限状态而无法发挥潜力。
*二,对于处理过的构造,其实质上是二次组合得到的,其两种结构很显然的要面对着怎样开展综合活动,和一起面对受力的内容。综合活动的重点就是结合区域的构造的处理以及建设措施。通常来讲,对于结合区域来说,其粘结强度要比混凝土自身要低很多。因此,在承担总的力的时候,受过处理的构造较之于**次的来说,相比的要低一些。加固构造有着以上的一些特征,在对多项构造开展运算的时候,不应该按照过去的那种思想来应对。
二、常见的房屋加固方法
1、基础的加固方法
1.1注浆加固基础法。 基础补强注浆适用于基础有裂缝时的加固,浆液一般可用水泥浆,水灰比可采用0.5―0.6,也可采用环氧树脂等浆材。设计施工方法:先在基础裂缝处钻孔,对单独基础每边不少于2孔,对条形基础可沿基础纵向每1.5m―2.0m 布置钻孔,并不少于2 排。注浆管直径约25mm,与水平面的倾角不小于30°,以利于流动。钻孔直径约28mm,并较注浆管大2mm―3mm。孔距0.5mm―1.0mm,注浆压力可取0.1MPa ―0.3MPa,影响半径约0.3mm―0.6mm。一般压力越大,注浆的有效半径越大。
1.2扩大基础底面积法。当地基或基础底面积不足时,可用混凝土套或扩大基底面积。当基底荷载偏心时则采用不对称套,中心荷载则用对称套。灌注混凝土前应将原基础涂上混凝土界面剂或凿毛洗净后铺一层相同强度等级的水泥浆,以增强新老混凝土的粘结。对加宽部分的地基应铺设垫层,材料和厚度与已有部分的垫层相同。素混凝土套的台阶高宽比应符合地基基础规范的要求。沿高度方向应设置锚固筋以加强新老部分连接和抗剪。钢筋混凝土套亦须在新旧混凝土间设钢筋、锚栓或灌环氧。条形基础加宽时可沿纵向分段进行,分段长度为1.5m―2m。扩大的宽度部分地面不低于原有基底。该方法适用于埋深相对较浅的独立基础、条形基础,对筏基、箱基、桩基适用性差。
2、预应力加固方法
预应力加固主要是采用外加预应力钢拉杆对结构进行加固,钢拉杆的方式是多种多样的,主要由分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆或撑杆等几种。这是一种可以显着降低被加固构件应力水平的加固方法,也可以大幅度提高墙体正截面和斜截面的承载能力。
3、结构构造性加固法
结构构造加固主要用于砌体的承载力严重不足,或者是用于应对砌体发生严重碎裂可能会导致倒塌等情况时。对砌体结构进行构造性的加固时主要可以采用以下几种方式:
3.1增加横墙。对于空旷房屋增加足够刚度的横墙,其间距不**过一定的标准,应该按照《砌体结构设计规范》所规定的标准进行,并且要将房屋的静力计算方案由弹性改为刚性。
3.2砖柱承重改为砖墙承重。砖柱承重的显着缺点是承载能力严重不足,应该改为砖墙承重。
3.3托梁换柱。托梁换柱主要用于应对独立砖柱承载力的严重不足状况的发生,需要在加设临时支撑后卸除砖柱荷载,然后,根据计算确定新砌砖柱的材料强度和截面尺寸,并在柱梁下增设梁垫。
3.4托梁加柱,主要在大梁下的窗间墙承载能力严重不足时使用。
4、混凝土结构加固方法
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。
4.1 直接加固的一般方法
4.1.1 加大截面加固法
该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
4.1.2 置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
4.1.3 有粘结外包型钢加固法
该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600℃以上,高温场所;适用于使用上不允许显着增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土结构加固。
4.2 间接加固的一般方法
4.2.1 预应力加固法
该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下不能用于温度在600℃以上的环境中,也不宜用于混凝土收缩变形大的结构。
4.2.2 增加支承加固法
该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
4.3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
4.3.1 托换技术
托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构**升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、*、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
4.3.2 植筋技术
一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、**升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
4.3.3 裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,应采用相应的加固措施。
结论
以上是房屋加固技术进行的简要介绍,还有其它结构以及更多更好的加固技术需要在今后工作中去不断学习、探讨、研究,使我们能够解决各种结构问题,保证房屋住宅的安全使用。