鋼筋溷凝土框架加固處理

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1、鋼筋混凝土框架加固處理宜興市某車間為現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，其平面布置及框架示意見圖9-9-1、9-9-2。該工程于1988年4月開工，當(dāng)年12月竣工并交付使用。1990年8月發(fā)現(xiàn)屋面梁出現(xiàn)裂縫，對屋面梁和樓面進(jìn)行全面檢查發(fā)現(xiàn)，所有屋面梁均程度不同地存在裂縫，但樓面梁未發(fā)現(xiàn)裂縫。各屋面梁的裂縫情況基本相似，圖9-9-3、9-9-4為屋面梁裂縫的實測情況。所有裂縫均具有如下特征：1.與梁的內(nèi)力分布吻合2.呈間斷狀態(tài)；3.兩頭小中間大；4.梁的兩側(cè)同一位置均有裂縫。第1章裂縫原因分析9-9-1-1原始設(shè)計圖紙復(fù)核3層框架

2、屋面梁恒載22.4kN/m，活載2kN/m，混凝土強(qiáng)度等級為C20。經(jīng)計算梁中最大剪力為112.7kN，梁的實際抗剪能力為130.3kN；跨中最大正彎矩為96.6kN·m，應(yīng)配筋7.95cm2，實際配筋7.63cm2；梁端最大負(fù)彎矩為138.1kN·m，應(yīng)配筋10.05cm2，實配11.37cm2?；痉显O(shè)計規(guī)范要求，但承載能力無太多富余。9-9-1-2施工審查施工正值基建高潮，各種建筑材料供應(yīng)緊張，屋面所用的鋼材、水泥的質(zhì)量保證單均是后補(bǔ)的，水泥系某小廠產(chǎn)品。所用石子、砂的含泥量亦超出規(guī)定，砂為粉砂。屋面梁未做混凝

3、土試塊，且混凝土配料時未加計量，僅憑經(jīng)驗估計。屋面梁混凝土澆筑完后12h就拆側(cè)模，24h多孔板就安裝完畢。4.屋面梁混凝土未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。9-9-1-3測定屋面梁的實際配筋及混凝土強(qiáng)度等級經(jīng)檢查，配筋規(guī)格和數(shù)量完全符合圖紙設(shè)計要求?；炷翉?qiáng)度等級經(jīng)江蘇省建筑科學(xué)研究院采用回彈-超聲綜合測強(qiáng)法測定發(fā)現(xiàn)，3層部分屋面梁、柱大大低于C10，2層部分屋面梁、柱為C10左右，其他層梁、柱混凝土強(qiáng)度等級為C15左右。9-9-1-4裂縫原因1.根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10一89）的規(guī)定：“當(dāng)梁的截面高度超過700mm時，在梁的

4、兩側(cè)面沿高度每隔300~400mm，應(yīng)設(shè)置1根直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造鋼筋”。該工程屋面梁高度為750mm，按規(guī)范應(yīng)設(shè)置腰筋，而設(shè)計時未考慮這一點，這就有可能因混凝土收縮導(dǎo)致梁腹中出現(xiàn)橫向裂縫。事實上，屋面梁上裂縫呈兩頭小中間大的形狀或許正是由于未配腰筋的緣故。2.所用原材料質(zhì)量較差，特別是砂、石子含泥量較大，砂又為細(xì)砂，無質(zhì)量保證單的小廠生產(chǎn)的水泥質(zhì)量亦無法保證，使混凝土強(qiáng)度無法達(dá)到設(shè)計要求。3.在澆屋面梁時氣溫較高、風(fēng)速較大、濕度一般的情況下，混凝土未加養(yǎng)護(hù)，勢必加大混凝土的收縮而引發(fā)裂縫。據(jù)有關(guān)資料記載，一般

5、情況下，當(dāng)風(fēng)速為16m/s時，混凝土的干燥速度為無風(fēng)時的4倍。4.在事先未對模板和支撐作任何計算和混凝土的強(qiáng)度尚不太高的情況下，過早拆除側(cè)模并安裝屋面板，使混凝土內(nèi)部受損傷較重，導(dǎo)致內(nèi)部微裂縫擴(kuò)展。5.配制混凝土?xí)r沒有計量，未根據(jù)實際的水泥標(biāo)號、砂石的含水量和含泥量折算、試配，施工單位又誤認(rèn)為屋面荷載較小，可降低混凝土強(qiáng)度等級，導(dǎo)致混凝土實際強(qiáng)度與設(shè)計強(qiáng)度相差較大。資料表明，2年齡期的混凝土強(qiáng)度為28d混凝土強(qiáng)度的1.5倍左右，而實測混凝土的強(qiáng)度等級小于C10，可見施工時混凝土強(qiáng)度極低。此外，檢查時鏟除梁表面粉刷層發(fā)現(xiàn)

6、某些裂縫中含有石灰，證明施工時梁業(yè)已出現(xiàn)裂縫。從承受荷載極小的連系梁上亦出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象說明，溫度變化亦是引起裂縫的原因。通常宜興市冬天最低氣溫都在0℃以下，施工時（夏天）與冬天的溫差大于30℃，因而隨溫度的下降就會產(chǎn)生3×10-4的相對收縮，加上混凝土硬化時總的收縮達(dá)6×10-4，在混凝土強(qiáng)度等級很低的情況下，就會因抗拉強(qiáng)度不足而導(dǎo)致梁出現(xiàn)裂縫。第1章加固處理9-9-2-1對裂縫危害的估計從上述對裂縫原因分析、混凝土強(qiáng)度的實測結(jié)果及裂縫示意圖可看出，屋面梁已徹底破壞，不能再繼續(xù)使用，必須立即采取臨時加固措施，以免裂縫擴(kuò)

7、展而引起結(jié)構(gòu)破壞。9-9-2-2加固時需考慮的幾個因素該工程已交付使用，一、二層內(nèi)流水線已正常生產(chǎn)，不得影響使用；加固后必須滿足原設(shè)計提出的“有較高的耐火和耐腐蝕性”的要求；3.不能影響原有的使用功能；4.必須經(jīng)濟(jì)、安全、可靠；.5.頂層柱必須同時加固。9-9-2-3加固方案方案一：拆除頂層，重新加固。該法雖能治標(biāo)治本，但造價較高，工期較長，且施工時如遇下雨可能會因樓面滲漏而影響下層的正常生產(chǎn)，故該法不足取。方案二：改變屋面梁的受力體系。通過增設(shè)支點（柱或托架）的辦法使結(jié)構(gòu)的受力體系改變?？刹捎脠D9-9-5、9-9-6

8、所示的加固方法。然而，由于混凝土強(qiáng)度等級極低，且不易測定，給計算帶來不便，而且梁上部鋼筋較少，需加密支座才能承受負(fù)彎矩。此外，該加固方案限制了車間內(nèi)的通行，影響生產(chǎn)。按圖9-9-5加固亦給樓面梁帶來了不安全因素。故此方案不可取。方案三：加固頂層柱、澆筑附加屋面梁。本工程采用此方案。9-9-2-4屋面梁的加固在原有屋面梁兩側(cè)各加15