某住宅樓框架柱加固方案對(duì)比

徐馬云龍 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

近年來，因設(shè)備故障、混凝土配合比、原材料及施工現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不足等原因，工程項(xiàng)目中常出現(xiàn)混凝土抗壓強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求的情況?；炷量箟簭?qiáng)度不足，將嚴(yán)重影響混凝土構(gòu)件的承載力，對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響比較大，所以需要進(jìn)行加固處理。本文以某住宅樓為例，針對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求的框架柱，從結(jié)構(gòu)安全、施工難度施工工期等方面對(duì)比分析加大截面和置換加固兩種加固方法，從中選擇適用于該項(xiàng)目的加固處理方法。

1 工程概況

某小區(qū)18層住宅樓為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下一層，抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)地震分組第一組，抗震等級(jí)四級(jí)，場(chǎng)地類別Ⅲ類，基本風(fēng)壓0.40kN/m2。主體結(jié)構(gòu)封頂時(shí)，發(fā)現(xiàn)5層軸線9交軸線J的框架柱KZ1混凝土強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求，原設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該框架柱混凝土抗壓強(qiáng)度推定值只有19.4MPa。經(jīng)復(fù)核該框架柱承載力不滿足要求，需要進(jìn)行加固處理。

2 置換加固方案

考慮到實(shí)際的施工工況，為了使加固施工階段充分卸載，在加固施工階段不進(jìn)行與加固施工無關(guān)的工作；此外，因該結(jié)構(gòu)形式為剪力墻體系，有較多的迎風(fēng)面，施工階段需考慮風(fēng)荷載的影響。綜上所述，該框架柱KZ1在施工階段的內(nèi)力和配筋如表1所示。

框架柱KZ1施工工況分析 表1

分析得知該框架柱KZ1在施工階段承載力滿足要求，能夠保證正常的加固施工。為了避免影響原建筑的使用功能和原主體結(jié)構(gòu)的剛度，本方案采用置換的加固方法，在該框架柱的上一層柱底和下一層的柱頂設(shè)置混凝土柱帽，作為托換鋼支撐的受力點(diǎn)；新增加的混凝土柱帽設(shè)置抗剪鋼筋承擔(dān)框架柱的豎向荷載。施工時(shí)，對(duì)局部樓板開洞，將鋼支撐按圖2、圖3所示定位，保證置換加固有足夠的施工空間；在鋼支撐與混凝土柱帽之間采用千斤頂將框架柱卸載，在千斤頂及其行程的范圍內(nèi)焊接小鋼管作為臨時(shí)支撐（詳見圖2、圖3）。

圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖

圖2 框架柱KZ1上一層柱帽大樣圖

圖3 框架柱KZ1下一層柱帽大樣圖

置換加固法不影響建筑的使用功能和結(jié)構(gòu)的整體剛度就能解決承載力不足的問題，適用范圍比較廣，是一種比較常用的加固方法。但在本工程中置換框架柱需卸載上部十多層的荷載，有一定的施工難度；考慮到新增混凝土柱帽強(qiáng)度需達(dá)到100%后方可進(jìn)行后續(xù)施工，增加了加固施工的周期；此外，在置換過程中需實(shí)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，增加了施工的措施費(fèi)用。所以本工程最終采用另外一種常用的加固方法。

3 加大截面加固法

通過與建筑等各專業(yè)工程師的協(xié)調(diào)，最終對(duì)框架柱KZ1采用單面加大截面的方法進(jìn)行加固。經(jīng)結(jié)構(gòu)整體復(fù)核計(jì)算，結(jié)構(gòu)整體參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求(詳見表2)，構(gòu)件配筋均滿足設(shè)計(jì)要求，能夠解決承載力不足的問題。

通過對(duì)框架柱KZ1分析，考慮正常使用活荷載的影響，及風(fēng)荷載、地震荷載等工況，KZ1復(fù)核豎向荷載及配筋情況如表3所示。

具體加固方法，將框架柱KZ1從基礎(chǔ)至5層均采用單邊加大100mm的方法進(jìn)行加固（詳見圖4）。新增箍筋與原框架柱箍筋焊接連接；新增混凝土強(qiáng)度應(yīng)提高一級(jí)，且不低于C25。

結(jié)構(gòu)指標(biāo)匯總信息 表2

框架柱KZ1豎向荷載及配筋情況 表3

圖4 框架柱加大截面大樣圖

4 結(jié)束語

通過上述兩種常用的加固方法的介紹，結(jié)合本工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，最終采用加大截面的加固方法對(duì)混凝土強(qiáng)度不足的框架柱進(jìn)行加固。加大截面法施工難度小，對(duì)工人的技術(shù)要求低，施工方便。但針對(duì)本項(xiàng)目中的單面加大截面加固框架柱，雖然解決了承載力不足的問題，但框架柱其他三面的混凝土強(qiáng)度仍然比較低，不能解決混凝土的耐久性及鋼筋錨固不足等問題，需結(jié)合其他加固方式進(jìn)行補(bǔ)充處理。