許慶文
濟(jì)源市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站(459000)
二次澆筑在開裂樓板加固計(jì)算中的應(yīng)用
許慶文
濟(jì)源市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站(459000)
結(jié)合微膨脹高強(qiáng)灌漿料在工程加固應(yīng)用中的特點(diǎn),依據(jù)相關(guān)加固計(jì)算理論及方法,針對(duì)某一現(xiàn)澆開裂樓板的加固計(jì)算分析,探究了疊合樓板在樓板開裂中的計(jì)算方法及分析技巧。該法可為類似工程的計(jì)算分析提供相關(guān)技術(shù)參考。
二次澆筑;開裂樓板;加固;計(jì)算分析
在施工過(guò)程中,混凝土現(xiàn)澆樓板構(gòu)件出現(xiàn)裂縫是一種比較普遍的現(xiàn)象,裂縫的出現(xiàn)不僅對(duì)樓板結(jié)構(gòu)的使用功能和耐久性產(chǎn)生較大影響,對(duì)建筑物的舒適度也有一定的副作用。裂縫嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)建筑物的安全性造成隱患,甚至使其完全喪失使用功能[1]。因此,研究現(xiàn)澆開裂樓板的計(jì)算方法,理清現(xiàn)澆開裂樓板的加固設(shè)計(jì)思路,是一個(gè)實(shí)用、緊迫且復(fù)雜的研究課題[2]。
某工程為鄭州市某購(gòu)物廣場(chǎng),共有三個(gè)功能分區(qū)。其中,第三分區(qū)建筑面積17 481.39 m2,該工程結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu),地上三層,基礎(chǔ)采用混凝土攪拌樁柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。由設(shè)計(jì)圖紙知,該工程結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí):柱、梁、現(xiàn)澆板均為C30。鋼筋保護(hù)層厚度:板為15 mm。施工結(jié)束后,該購(gòu)物廣場(chǎng)(1-5)/(G-N)軸線間一層、二層混凝土頂板較大范圍出現(xiàn)裂縫。
1.1 成因
該框架現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)的原設(shè)計(jì)厚度為120 mm?,F(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)鉆芯抽樣檢測(cè)該樓板厚度,經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,其檢測(cè)均值為101 mm,尺寸誤差不符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》50204-2002。樓板計(jì)算高度偏低,影響結(jié)構(gòu)安全性,容易造成鋼筋銹蝕,耐久性降低,因此需對(duì)該樓板進(jìn)行加固修復(fù)處理。
1.2 開裂樓板加固承載力驗(yàn)算
依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010,樓板底部新增受力筋,然后二次澆筑灌漿料,能夠有效增加混凝土樓板厚度,提高板的計(jì)算高度,改善樓板的受力性能。壓力注膠修補(bǔ)裂縫后澆筑灌漿料,提高了樓板結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。以區(qū)域典型樓板(1-2)/(G-1/G)為研究對(duì)象,該樓板為雙向板,其原配筋為φ8@180 mm,其樓板尺寸5 000 mm× 4 200 mm;樓板原設(shè)計(jì)厚度為120 mm,實(shí)際厚度平均值為101 mm;原結(jié)構(gòu)跨中受力最大荷載效應(yīng)為13.3,由于樓板厚度降低,實(shí)際混凝土樓板承受的荷載效應(yīng)為9.8。
依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010的相關(guān)規(guī)定,新澆筑部分厚度30 mm,澆筑后,樓板變?yōu)?31 mm,對(duì)于疊合受彎構(gòu)件的彎矩設(shè)計(jì)值:
其中:M1G——疊合層自重在計(jì)算截面產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值;M2G——第二階段面層、吊頂?shù)茸灾卦谟?jì)算截面產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值;M2Q——第二階段可變荷載在計(jì)算截面產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值,取本階段施工荷載和使用階段可變荷載在計(jì)算截面產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值中的較大值。
經(jīng)計(jì)算,疊合樓板的荷載設(shè)計(jì)值為,二次澆筑加固加采用寬度為φ8@150 mm鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)加固,校核其承載力:
其中:M——彎矩設(shè)計(jì)值;fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;As、As'——受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積、受壓區(qū)縱向鋼筋截面面積;b、h0——截面的寬度和有效高度,式中,b=1 000 mm,h0=110 mm;a'——受壓區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離。
經(jīng)計(jì)算,Mu=22.7 kN·m>14.3 kN·m,滿足設(shè)計(jì)要求。
依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果:采用φ8@150 mm鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)后,其受彎承載力大于原設(shè)計(jì)受彎承載能力,但是考慮到疊合樓板為二次澆筑、裂縫方向的不定性,采用φ8@150 mm鋼筋網(wǎng)二次澆筑補(bǔ)強(qiáng)是合理且可行的,其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖1~2所示。
圖1 二次澆筑板底筋補(bǔ)強(qiáng)大樣圖
圖2 搭接筋尺寸大樣圖
通過(guò)對(duì)開裂樓板的加固計(jì)算及設(shè)計(jì)方法的研究,通過(guò)二次澆筑疊合樓板,明顯增加了樓板厚度,提高了樓板承載能力。該加固設(shè)計(jì)方法亦能抑制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展,增加樓板的整體性,提高了開裂樓板的承載力和整體剛度,增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)耐久性。
[1]包啟明.民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的鑒定、修補(bǔ)及加固[D].浙江大學(xué),2006.
[2]黃興棣,田煒,王永維,婁宇.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.