工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定與加固4.123砌體結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)

第四章砌體結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)4.1 概述4.2墻體裂縫的修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)4.3墻體承載力不足時(shí)的加固4.3.1扶壁柱法加固磚墻4.3.2增設(shè)鋼筋網(wǎng)砂漿(或混凝土)面層加固磚墻4.4磚柱承載力不足時(shí)的加固方法4.4.1增大截面法加固磚柱4.4.2外包角鋼加固磚柱4.5窗間墻的加固4.6加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)整體性的加固方法4.6.1

外加構(gòu)造柱、圈梁、鋼拉桿的構(gòu)造要求4.6.2外加構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿加固后墻體抗剪強(qiáng)度計(jì)算4.7加強(qiáng)砌體房屋構(gòu)件間連接的加固方法第四章砌體結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)4.1 概述砌體結(jié)構(gòu)其抗拉、抗剪、抗彎能力均很低。砌體結(jié)構(gòu)在下列情況下需要進(jìn)行修復(fù)或加固：1）由于地基不均勻沉降，墻體產(chǎn)生沉降裂縫；2）由于屋面熱脹冷縮，墻體產(chǎn)生溫度裂縫；3）局部砌體墻、柱承載力不足。4）由于房屋改建加層，使原砌體房屋承載力不足。5）在抗震設(shè)防區(qū)，經(jīng)抗震鑒定，房屋抗震強(qiáng)度不足或房屋抗震構(gòu)造措施不滿足要求。6）在地震發(fā)生后，房屋受損后的修復(fù)或加固。砌體結(jié)構(gòu)的常用加固方法有：直接加固法、改變荷載傳遞加固法或外套結(jié)構(gòu)加固法。4.2墻體裂縫的修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)

1）當(dāng)墻體裂縫數(shù)量較少，開裂墻體數(shù)量較多時(shí)，可采用灌漿加固方法。2）當(dāng)房屋中有墻體嚴(yán)重開裂以至于不能灌漿時(shí)，可考慮拆除重砌，閉合縫處最好用壓力灌漿。灌漿用的材料有純水泥漿，水泥砂漿，水玻璃砂漿或水泥石灰漿等，見表4.1。表4.1中稀漿一欄適用于0.3～1mm寬的裂縫；稠漿適用于1～5mm的裂縫；砂漿適用于寬度大于5mm的裂縫。

表4.1裂縫灌漿材料參考配合比對(duì)于水平的通長(zhǎng)裂縫，可沿裂縫鉆孔，做成銷鍵，以加強(qiáng)兩邊墻體的共同作用。銷鍵直徑25mm，間距250～300mm，深度可以比墻厚小20～25mm。做完銷鍵后再進(jìn)行灌漿。

漿別水泥水膠結(jié)料砂稀漿11110.90.90.91.20.2(107膠)0.2(二元乳膠)0.01～0.02(水玻璃)0.06(聚醋酸乙稀)稠漿11110.60.60.70.740.2(107膠)0.15(二元乳膠)0.01～0.02(水玻璃)0.055(聚醋酸乙稀)砂漿11110.60.6～0.70.60.4～0.70.2(107膠)0.15(二元乳膠)0.01(水玻璃)0.06(聚醋酸乙稀)11113）當(dāng)墻體裂縫分布較密時(shí)，可采用增設(shè)局部鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固方法。對(duì)于因承載力不足而開裂的墻體，應(yīng)在修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)裂縫時(shí)同時(shí)采用提高墻體承載力的加固方法。4.3墻體承載力不足時(shí)的加固4.3.1扶壁柱法加固磚墻扶壁柱法是工程中最常用的墻體加固方法，這種方法可有效地增加墻體的折算厚度和墻體截面或減少墻體的計(jì)算高度，從而有效地提高墻體的受壓承載力。扶壁柱法可分為磚扶壁柱法和鋼筋混凝土扶壁柱法兩種。1.磚扶壁柱法的構(gòu)造要求圖4.1為常用的磚扶壁柱，其中a、b表示單面增設(shè)磚扶壁柱，c、d表示雙面增設(shè)扶壁柱。增設(shè)的扶壁柱與原磚墻的連接，可采用插筋法或挖鑲法實(shí)現(xiàn)，以保證兩者共同工作。圖4.1中a，b，c所示了插筋法的連接情況。圖4.1（d）所示為挖鑲法的連接情況。鑲?cè)霑r(shí)，磚在舊墻內(nèi)的灰漿最好摻入適量的膨脹水泥，以保證鑲磚與舊墻能上下頂緊。2.磚扶壁柱加固墻的承載力驗(yàn)算考慮到后砌扶壁柱存在著應(yīng)力滯后，計(jì)算加固磚墻承載力時(shí)，應(yīng)對(duì)后砌扶壁柱的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以折減系數(shù)0.9予以降低。加固磚墻的受壓承載力可按下式驗(yàn)算：

（4.1)

－為高厚比和軸向力的偏心距對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)?？砂础镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附表取用；例4.1某辦公樓橫墻厚度為240mm，間距為4m，房間進(jìn)深為6m，層高為3m，樓板為120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，經(jīng)計(jì)算內(nèi)橫墻墻體所受的壓力為188kN/m。經(jīng)檢測(cè)，磚的強(qiáng)度等級(jí)約為MU7.5，砂漿的強(qiáng)度等級(jí)約為M0.4。1）原磚墻承載力驗(yàn)算砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：查《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱規(guī)范)，得磚砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。墻體計(jì)算高度，按剛性方案，由于，為對(duì)驗(yàn)算墻體有側(cè)向支撐作用的墻或壁柱的間距，這里即為房屋進(jìn)深，查規(guī)范表得查規(guī)范附表得，由此得原磚墻的承載力設(shè)計(jì)值為由上計(jì)算結(jié)果，該磚墻必須進(jìn)行加固。2）加固設(shè)計(jì)扶壁柱用MU10磚和M10混合砂漿砌筑，查規(guī)范得扶壁柱砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。在原墻兩側(cè)每隔1.5m增設(shè)扶壁柱，一側(cè)扶壁柱尺寸寬度為240mm，厚度為125mm（厚度為沿墻厚方向尺寸）。折算厚度為： 查表得，根據(jù)式(4.1)

3.混凝土扶壁柱法的工藝及構(gòu)造混凝土扶壁柱的形式如圖4.2所示，它可以幫助原磚墻承擔(dān)較多的荷載?；炷练霰谥c原墻的連接是十分重要的。對(duì)于原帶有壁柱的墻，新舊柱間可采用圖4.2（a）所示的連接方法，它同磚扶壁柱基本相同。當(dāng)原墻厚度小于240mm時(shí)，U形連接筋應(yīng)穿透墻體，并加以彎折[如圖4.2（b）所示]。圖4.2（c、e）的加固形式可較多地提高原墻體的承載力。圖4.2（a，b，c）中的U形箍筋豎向間距不應(yīng)大于240mm，縱筋直徑不宜小于12mm，圖4.2（d，e）所示為銷鍵連接法。銷鍵的縱向間距不應(yīng)大于1000mm。圖4.3示出了用混凝土加固原磚墻壁柱的方法。對(duì)圖4.3a所示的原磚墻壁柱的加固，可采用2個(gè)開口箍和1個(gè)閉口箍間隔放置的辦法。4.混凝土扶壁柱法加固墻體的承載力驗(yàn)算組合砌體,考慮到新澆混凝土扶壁柱與原墻的受力狀態(tài)有關(guān)，并存在著應(yīng)力滯后，因此計(jì)算組合磚砌體的承載力時(shí)，應(yīng)對(duì)新澆扶壁柱引入強(qiáng)度折減系數(shù)。軸心受壓組合磚砌體的承載力，可按下式計(jì)算：

(4.2)—組合磚砌體構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》取用；

—新澆扶壁柱的材料強(qiáng)度折減系數(shù)。若加固時(shí)原磚砌體完好，?。蝗艏庸虝r(shí)原磚砌體有荷載裂縫或有破損現(xiàn)象，取；

—受壓鋼筋的強(qiáng)度系數(shù)。當(dāng)為混凝土面層時(shí)，取1.0；當(dāng)為砂漿面層時(shí)，取0.9；偏心受壓組合磚砌體（如圖4.4）所示的承載力，可按下列公式計(jì)算：

(4.3)或(4.4)此時(shí)受壓區(qū)高度可按下式確定：

(4.5)

、－分別為鋼筋和重心至軸向力作用點(diǎn)的距離（如圖4.4）

—軸向力的初始偏心距。按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，當(dāng)時(shí)，??；

—組合磚砌體構(gòu)件在軸向力作用下的附加偏心距；即

—受拉鋼筋的應(yīng)力。當(dāng)大偏心受壓時(shí)，；當(dāng)小偏心受壓時(shí)，

(4.6)—組合磚砌體構(gòu)件相對(duì)受壓區(qū)高度的界限值。對(duì)于Ⅰ級(jí)鋼筋，取0.55；對(duì)Ⅱ級(jí)鋼筋，取0.425。4.3.2增設(shè)鋼筋網(wǎng)砂漿(或混凝土)面層加固磚墻當(dāng)磚墻受壓承載力嚴(yán)重不足或抗剪強(qiáng)度、抗側(cè)剛度不夠時(shí)，宜用增設(shè)鋼筋網(wǎng)面層的方法加固。下述情況不宜采用鋼筋網(wǎng)面層的方法進(jìn)行加固：1）孔徑大于15mm的空心磚墻；2）砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)小于M0.4的墻體；3）墻體表面嚴(yán)重酥減，或油污不能消除，不能保證面層與墻體間粘結(jié)質(zhì)量的墻。1.構(gòu)造要求增設(shè)面層加固時(shí)的面層可采用1）雙面(或單面)增設(shè)鋼筋網(wǎng)砂漿層；2）雙面(或單面)增設(shè)鋼筋網(wǎng)細(xì)石混凝土層；3）雙面增設(shè)水泥砂漿層。當(dāng)采用上述三種面層加固時(shí)，為保證水泥砂漿(或混凝土)能與原砌體有可靠的粘結(jié)，施工時(shí)應(yīng)將原墻面的粉刷鏟去，磚縫剔深10mm，用鋼刷將墻面刷凈，并灑水濕潤(rùn)。采用鋼筋網(wǎng)細(xì)石混凝土加固墻體時(shí)，面層厚度宜為50mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C20，石子粒徑不大于8mm，宜采用噴射施工；采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固時(shí)，厚度為30mm～40mm，砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10。鋼筋網(wǎng)每隔1000mm～1200mm用φ6鋼筋拉結(jié)[圖4.5（a，b）]。墻體單面加固時(shí)，在墻上鑿60mm×60mm，深度為120mm～180mm的孔，清洗后預(yù)埋φ6S形鋼筋拉結(jié)鋼筋網(wǎng)[圖4.5（c）]，也可用φ4mmU形鋼筋釘入墻內(nèi)代替S筋與墻體固定。為加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)與墻體的固定，必要時(shí)在中間還可以增設(shè)φ4mm的U形筋或用鐵釘釘入墻體磚縫內(nèi)。鋼筋網(wǎng)遇到樓板時(shí)，應(yīng)在樓板上每隔600mm鑿一洞，放入φ12鋼筋后用混凝土灌滿（圖4.6）。縱向鋼筋應(yīng)伸入室內(nèi)、外地面以下400mm，用C15混凝土灌注（圖4.7）。當(dāng)采用水泥砂漿層加固時(shí)，水泥砂漿層厚度宜為20～30mm，砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10。鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇到門窗洞口時(shí)，宜將鋼筋垂直墻面沿洞邊彎成90°的直鉤加以錨固。墻面穿墻S筋的孔洞必須采用機(jī)械鉆孔。樓板穿筋孔洞也宜采用機(jī)械鉆孔。2.鋼筋網(wǎng)面層加固后墻體的受壓承載力計(jì)算經(jīng)鋼筋網(wǎng)面層加固后的墻體成為組合砌體，它的正截面受壓承載力計(jì)算可按本章式（4.2）～（4.5）進(jìn)行。

(4.2)偏心受壓組合磚砌體（如圖4.4）所示的承載力，可按下列公式計(jì)算：

(4.3)或(4.4)此時(shí)受壓區(qū)高度可按下式確定：

(4.5)

3.鋼筋網(wǎng)面層加固后墻體的抗剪承載力計(jì)算影響面層加固后墻體抗剪承載力的因素很多，主要有上部墻體的壓應(yīng)力、砂漿面層的厚度和抗剪強(qiáng)度、面層中的鋼筋配置量及其強(qiáng)度、原磚墻的厚度及其抗剪強(qiáng)度。參考有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，面層加固后墻體的抗剪承載力可按下式驗(yàn)算：

(4.7)式中－加固后墻折算成原磚墻砌體的抗剪強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱折算抗剪強(qiáng)度)。根據(jù)不同的修復(fù)和加固條件，取下列兩種情況計(jì)算后的較小值。面層砂漿強(qiáng)度控制時(shí)，

(4.8)鋼筋強(qiáng)度控制時(shí)，

(4.9)式中 —面層