工程結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固4.4567磚柱承載力不足時的加固方法

4.4磚柱承載力不足時的加固方法磚柱承載力不足時可采用增大截面和外包角鋼加固。4.4.1增大截面法加固磚柱增大截面法加固磚柱包括側(cè)面增設(shè)混凝土層加固(簡稱側(cè)面加固)和四周外包混凝土或鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固兩類（如圖4.8）。1.側(cè)面增設(shè)混凝土層加固磚柱當(dāng)磚柱承受的彎矩較大時，往往采用僅在受壓面增設(shè)混凝土的方法(如圖4.8a所示)或雙面增設(shè)混凝土層的方法(如圖4.8b所示)予以加固。采用側(cè)面加固時，新舊柱的連接和接合非常重要。雙面加固應(yīng)采用連通的箍筋；單面加固應(yīng)在原磚柱上打入混凝土釘或膨脹螺栓等物件，以加強兩者的連結(jié)。此外，無論是單面加固還是雙面加固，應(yīng)將原磚柱的角磚每隔5皮打掉一塊，使新混凝土與原柱能很好地咬合[圖4.8（a，b）]。新澆混凝土的強度等級宜用C15或C20，受力鋼筋距磚柱的距離不應(yīng)小于50mm，受壓鋼筋的配筋率不宜小于0.2％，直徑不應(yīng)小于8mm。側(cè)面增設(shè)混凝土層加固后的磚柱成為組合磚砌體，其受壓承載力可按式(4.2)式(4.5)計算。2.四周外包混凝土加固磚柱四周外包混凝土加固磚柱的效果較好，對于軸心受壓磚柱及小偏心受壓磚柱，其承載力的提高效果尤為顯著。當(dāng)外包層較薄時，外包層宜采用水泥砂漿。砂漿強度等級不得低于M7.5。外包層應(yīng)設(shè)置的封閉箍筋，間距不宜超過150mm。由于封閉箍筋的作用，磚柱的側(cè)向變形就受到約束，其受力類似于網(wǎng)狀配筋磚砌體。由此，四周外包混凝土加固磚柱的受壓承載力可按下式計算：

(4.10)式中—高厚比和配筋率以及軸向力偏心距對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓承載力的影響系數(shù)。按《砌體設(shè)計規(guī)范》取用；

—體積配箍率(％)，當(dāng)箍筋的長為a，寬度為b，間距為s，單肢箍筋截面積為時，

—澆混凝土的材料強度折減系數(shù)。它與原柱的受力狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)加固前原磚柱未損壞時取；部分損壞或受力較高時，取。

—加固磚柱組合磚砌體，即按式(4.2)～式(4.5)計算所得的受壓承載力；4.4.2外包角鋼加固磚柱外包角鋼加固磚柱可以在磚柱尺寸增加不多的情況下，較多地提高磚柱的承載力，大幅度地增加磚柱的抗側(cè)力。圖4.9外包角鋼加固磚柱外包角鋼加固磚柱的一般作法是：先將磚柱四角粉刷層鏟除，洗刷干凈，在磚柱角表面抹一層10mm厚水泥砂漿找平，將角鋼粘貼于受荷磚柱的四周，并用卡具卡緊，隨即用綴板將角鋼連成整體，最后去掉卡具，粉刷水泥砂漿以保護(hù)角鋼(如圖4.9所示)。角鋼應(yīng)很好地錨入基礎(chǔ)，在頂部也應(yīng)有可靠的錨固，以保證其有效地參加工作。角鋼不宜小于L50×5。外包角鋼加固后的磚柱亦是組合磚柱，但由于綴板和角鋼對磚柱的橫向變形起到了一定的約束作用，磚柱的抗壓強度就有所提高。參考混凝土組合磚柱以及網(wǎng)狀配筋磚砌體的計算方法，可得出：對于加固后為軸心受壓的磚柱，計算公式為

(4.11)對于加固后為偏心受壓的磚柱，計算公式為

(4.12)式中—綴板和角鋼對磚柱的約束，使磚砌體強度提高而增大的磚柱承載力，可按下式計算：

(4.13)

—體積配箍率(％)，當(dāng)取單肢綴板的截面面積為、間距為時，

—受拉肢型鋼的應(yīng)力，可按式(4.6)計算。其余符號意義同前。受壓區(qū)高度可參考式(4.5)計算。

4.5窗間墻的加固窗間墻是砌體房屋中的薄弱部位。窗間墻的加固方法和磚墻體、磚柱的加固方法相似，可采用增設(shè)扶壁柱，增設(shè)鋼筋網(wǎng)面層；增大截面和外包型鋼等加固方法。具體可按本章4.3節(jié)和4.4節(jié)所述方法進(jìn)行加固設(shè)計。如窗孔能適當(dāng)減小，則在原窗間墻兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土柱是比較經(jīng)濟(jì)而有效的方法。當(dāng)采用外包角鋼加固窗間墻時，由于窗間墻的寬度比厚度大得多，如果僅采用四角加角鋼的方法加固，則不能有效地約束墻的中部，起不到應(yīng)有的作用。因此，當(dāng)墻的寬厚比大于2.5時，宜在窗間墻的中部兩邊豎向各增設(shè)一根扁鐵，并用螺栓將它們拉結(jié)(如圖4.10所示)。加固結(jié)束后，抹以砂漿保護(hù)層，既防止角鐵生銹，也起到建筑裝飾作用。用角鋼加固的窗間墻的承載力計算方法與外包鋼加固磚柱的計算方法相同。4.6加強砌體結(jié)構(gòu)整體性的加固方法外加鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿是增強房屋整體性的有效方法。根據(jù)實際情況，可分別采用外加構(gòu)造柱，外加圈梁或鋼拉桿的加固方法。1）當(dāng)原房屋既無構(gòu)造柱又無圈梁或無足夠圈梁時，可采用外加構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿系統(tǒng)的整體加固方法；2）當(dāng)原房屋無足夠圈梁時，可采用外加圈梁和鋼拉桿的加固方法；3）當(dāng)原房屋已有足夠圈梁但無構(gòu)造柱時，可采用外加構(gòu)造柱的加固方法，但必須使構(gòu)造柱和原圈梁及墻體間有足夠的連接強度和延性。原房屋抗震墻體間距過大時，可首先增設(shè)抗震墻，再考慮采用外加構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿的加固方法。4.6.1外加構(gòu)造柱、圈梁、鋼拉桿的構(gòu)造要求1、外加構(gòu)造柱1）截面尺寸：為保證外加柱有一定的強度，且能與墻體共同工作，其截面尺寸和配筋不宜小于表4.2的規(guī)定。并可參考圖4.11進(jìn)行設(shè)計?？斩穳ν饧又孛娉叽绾团浣钜部蓞⒄毡?.2進(jìn)行設(shè)計。構(gòu)造柱與原有梁、圈梁、板的聯(lián)結(jié)可根據(jù)實際情況參考圖4.12、4.13、4.14進(jìn)行設(shè)計。

表4.2

柱最小截面尺寸及最小配筋量

截面尺寸配筋量類別(寬×高)mm主筋箍筋圖示矩形柱250×150150～200扁柱500×70200Ｌ形柱每邊600×120兩排2002）外加柱的基礎(chǔ)：為有效地約束墻體，提高其抗剪強度和變形能力，外加柱的柱基必須與原墻基有牢固的連結(jié)。外加柱基礎(chǔ)埋深宜同外墻基礎(chǔ)埋置深度，如外墻基礎(chǔ)埋深超過1.5m時，柱基礎(chǔ)埋深可為1.5m?；A(chǔ)尺寸和構(gòu)造可參考圖4.15。2.外加圈梁外加圈梁應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，在特殊情況下，亦可采用型鋼圈梁。1）截面尺寸和配筋：外加圈梁截面尺寸和配筋不宜小于表4.3的規(guī)定。2）外加圈梁應(yīng)在同一水平標(biāo)高交圈閉合。變形縫處兩側(cè)的圈梁應(yīng)分別閉合，如遇洞口，應(yīng)采取措施使圈梁閉合。外加圈梁與磚扶壁柱、水落管等相遇時，應(yīng)采取措施以保證圈梁的連續(xù)性。

表4.3外加圈梁最小截面尺寸及最小配筋

3）圈梁要與砌體墻有效連結(jié)，除在澆圈梁前連接處墻面應(yīng)刷洗干凈，保證圈梁混凝土和磚墻的粘結(jié)外，可選用普通錨栓、鋼筋混土銷鍵或其它連結(jié)件。圈梁烈度備注789鋼筋混凝土截面尺寸(高×寬)mm180×120高為平行墻面的尺寸寬為垂直墻面的尺寸主筋箍筋圈梁與外加柱連接時，在柱邊兩側(cè)各500mm長度區(qū)段內(nèi)箍筋間距加密至100型鋼槽鋼角鋼[8└75×6當(dāng)外加鋼筋混凝土圈梁用普通錨栓與墻體連結(jié)時，錨栓的一端應(yīng)作直角彎鉤埋入圈梁，埋入長度為30d(d為錨栓的直徑)，另一端用螺帽擰緊，如圖4.16所示。

當(dāng)外加鋼筋混凝土圈梁采用鋼筋混凝土銷鍵連結(jié)時，銷鍵的高度與圈梁相同，寬度為180mm，入墻深度不小于180mm或不小于墻厚，配筋量應(yīng)不小于，間距宜為1000mm～2000mm，外墻圈梁的銷鍵宜設(shè)置在窗口兩側(cè)，銷鍵鑿洞時應(yīng)防止墻體破壞，如圖4.17所示。型鋼圈梁應(yīng)每隔1000mm～1500mm與墻體用普通螺栓拉結(jié)，螺栓直徑不小于，圈梁與墻面之間的間隙可用干硬性水泥砂漿塞嚴(yán)。3.鋼拉桿鋼拉桿一般不宜小于，鋼拉桿與外加圈梁應(yīng)很好連結(jié)，可采用鋼拉桿端頭焊墊板埋入圈梁（圖4.18）及其它連結(jié)方法加以連結(jié)。一般鋼拉桿中間設(shè)一個花籃螺絲，以便拉緊鋼拉桿。鋼拉桿應(yīng)除銹、刷防銹漆一道，銀粉漆二道。

4.柱和墻體拉結(jié)要求外加柱宜在每層1/3及2/3層高處用鋼筋拉桿、銷鍵或其它連結(jié)件與橫墻拉結(jié)。柱基礎(chǔ)應(yīng)在外墻基礎(chǔ)大放腳及室外地坪處用銷鍵等連結(jié)件與外墻基礎(chǔ)拉結(jié)。5.其它要求內(nèi)廊式房屋的走道處，不另設(shè)外加柱時，為保證外加柱和走道兩邊墻體共同工作，宜在樓(屋)蓋下有外加柱的橫墻軸線上加現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁或組合鋼梁，截面尺寸不應(yīng)小于240×300mm，兩端伸入橫墻的長度不宜小于600mm；外加柱縱向鋼筋應(yīng)保證連續(xù)性，當(dāng)混凝土強度等級在C20以上時，鋼筋宜用Ⅰ級鋼；無橫墻處的外加柱應(yīng)與樓(屋)蓋進(jìn)深梁或現(xiàn)澆樓(屋)蓋可靠拉結(jié)。4.6.2外加構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿加固后墻體抗剪強度計算試驗研究表明，外加構(gòu)造柱對墻體的抗剪強度提高有限，一般不大于30％，但對房屋的整體抗倒塌能力可提高50％～100％。在滿足本章關(guān)于外加構(gòu)造柱、圈梁和鋼拉桿加固的構(gòu)造要求后，外加鋼筋混凝土柱加固的墻的抗剪承載力可按下式驗算：

(4.14)式中—外加柱縱向鋼筋影響系數(shù)，

—砌體強度的正應(yīng)力影響系數(shù)，按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》采用；—構(gòu)造柱參與工作系數(shù)。對于墻體兩端有構(gòu)造柱且上下均有圈梁時，當(dāng)墻體高寬比大于等于0.5時，取為1.1，當(dāng)墻體高寬比小于等于0.5時，取為1.0。一端有構(gòu)造柱且該層上下均有圈梁的墻段，可取為0.9，兩端有構(gòu)造柱，但墻段中開有門洞或較大洞口的墻段，可按一端有構(gòu)造柱考慮，取為0.9。對于沒有基礎(chǔ)圈梁的房屋底層，由于基礎(chǔ)對底層墻體有較強的約束，當(dāng)構(gòu)造柱和基礎(chǔ)有可靠連接時，可按有基礎(chǔ)圈梁的情況考慮。按式（4.14）計算所得的外加構(gòu)造柱、圈梁、鋼拉桿對墻體抗剪強度的貢獻(xiàn)一般不宜大于原墻抗剪強度的30％。4.7加強砌體房屋構(gòu)件間連接的加固方法當(dāng)砌體房屋各構(gòu)件間連接強度不滿足要求時，會引起局部開裂，在地震作用、不均勻沉降作用下，甚至?xí)鹁植康顾?.新增設(shè)墻體和原結(jié)構(gòu)樓蓋及墻體間連接可參考圖4.19和圖