框架結(jié)構(gòu)加固改造的探討

潘信旺

（福建省廈思檢測有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

框架結(jié)構(gòu)多用于多層建筑，因其具有良好的空間性能而被廣泛使用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由框架柱、框架梁、次梁、樓板組成的結(jié)構(gòu)體系，其上的磚墻僅用于劃分房間布局。在使用過程中，因業(yè)主改變了原有建筑的使用用途、使用條件和使用要求時，造成部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力不滿足要求。因此，便需要對原有結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件進行加固，以滿足結(jié)構(gòu)承載力的要求。加固設(shè)計應(yīng)以檢測單位提供的鑒定報告為依據(jù)，結(jié)合原有建筑的竣工圖紙，對結(jié)構(gòu)的整體性進行驗證和計算。

1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的加固方式

1.1 采用加大截面方式加固

該技術(shù)也被稱為“外包混凝土加固技術(shù)”，基本原理主要為將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋及截面進行增大，從而有效提升整個構(gòu)件的抗裂性、剛度、穩(wěn)定性以及強度等。最常用到的地方就是梁、柱、基礎(chǔ)、板等構(gòu)件。該技術(shù)的主要缺點就是會增加現(xiàn)場進行濕作業(yè)的工作量，而且養(yǎng)護期相對較長，會在一定程度上影響生活及生產(chǎn)。

1.2 采用外包型鋼方式加固

該方式屬于一種較為常用的混凝土構(gòu)件加固方法，按其與原構(gòu)件連接方式分為外粘型鋼加固法和無粘結(jié)外包型鋼加固法；均適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土柱及梁的加固。一般情況下，會在原構(gòu)件四角、表面或者兩側(cè)用鋼板或型鋼進行外包，同時還需在外包鋼與混凝土構(gòu)件表面之間存在的縫隙間，將環(huán)氧樹脂醬料或者高強水泥砂漿，將套箍或者橫向綴板作為連接件，目的是對固件進行加固，提升其整體受力性能。

1.3 采用粘貼各種纖維型材進行加固

該方式包括兩種，一種為粘貼鋼板加固，另一種為粘貼碳纖維布加固。其中，粘貼碳纖維布加固屬于通過碳纖維布對混凝土結(jié)構(gòu)進行修復(fù)的技術(shù)，利用結(jié)合膠黏劑能夠?qū)⑻祭w維布在混凝土表面粘貼，達(dá)到抗震加固以及加固補強的作用。另一種粘貼板加固則是將具有高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑在混凝土構(gòu)件表面相黏貼，使兩者形成一個整體，通過利用鋼板本身具有的較強抗壓強度，使其對構(gòu)件剛度及承載力度進行增強。

1.4 鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固

鋼絲繩網(wǎng)片通過與噴抹25mm-50mm 厚度加固型聚合物砂漿形成的疊合層實現(xiàn)與構(gòu)件實現(xiàn)整體受力，起到對既有混凝土結(jié)構(gòu)加固補強作用。

2 對既有建筑結(jié)構(gòu)的鑒定

建筑結(jié)構(gòu)的鑒定為加固設(shè)計的提供了可靠有效的依據(jù)。因此，在加固設(shè)計前期，檢測單位根據(jù)相關(guān)規(guī)范對原有結(jié)構(gòu)的鑒定，是對后期加固設(shè)計真實有效進行的重要保證。一份完整的鑒定報告，應(yīng)能反映原始結(jié)構(gòu)各項構(gòu)件的情況，包括梁板柱截面、梁板柱配筋、混凝土強度等級、當(dāng)前結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫等情況。通常情況下，房屋安全檢測都需在現(xiàn)場將荷載及結(jié)構(gòu)布置情況進行復(fù)核，此外還需進行裂縫損傷檢測、材料性能檢測，對結(jié)構(gòu)安全進行評估，對結(jié)構(gòu)進行驗算與分析，最終提出相應(yīng)的加固意見并處理。還需按規(guī)定的抗震設(shè)防要求，對房屋的抗震性能做出評價同時，根據(jù)結(jié)構(gòu)的后續(xù)使用年限，判定結(jié)構(gòu)是屬于“A 類、B 類”的哪類，從而為加固設(shè)計提供依據(jù)。A 類建筑，要求加固后的固件依然符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按照“抗震鑒定的承載力調(diào)整系數(shù)”值進行設(shè)置；對于新增鋼筋混凝土構(gòu)件來說，需按原有構(gòu)件進行對待。就B 類建筑來說，也需符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按照“承載力抗震調(diào)整系數(shù)”值進行設(shè)置。

3 加固設(shè)計過程

加固設(shè)計圖紙的合理性，以及加固方式的選取，決定了加固質(zhì)量的好壞。

3.1 設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作

設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作，包括各種資料的收集，結(jié)合鑒定報告及原始圖紙對現(xiàn)狀場地的踏勘及核實。了解建筑所處的自然環(huán)境，并且，應(yīng)對業(yè)主改造的可行性及經(jīng)濟性進行評價。

3.2 加固設(shè)計階段

做好前期的準(zhǔn)備工作之后，便進入了加固設(shè)計階段。目前采用的加固設(shè)計軟件為PKPM 的SATEWE 軟件并結(jié)合結(jié)構(gòu)鑒定加固模塊一同完成。應(yīng)根據(jù)原有建筑結(jié)構(gòu)的情況以及業(yè)主的使用要求，制定出相應(yīng)的加固措施。在同一項目中，加固的措施不宜超過兩種，以避免給施工帶來不便。因此，首先應(yīng)了解各種加固方式的適用范圍，才能在加固設(shè)計中合理的使用。

加固設(shè)計的原則是先整體后構(gòu)件，加固設(shè)計的一般過程是：首先應(yīng)結(jié)合鑒定報告，將原有的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件以實際的尺寸代入模型中。并輸入新的使用條件下的荷載，進行結(jié)構(gòu)的整體計算。計算過程中，應(yīng)根據(jù)鑒定報告提供的結(jié)構(gòu)的后期使用年限是屬于“A 類、B 類”來確定結(jié)構(gòu)的地震系數(shù)的調(diào)整系數(shù)。

整體結(jié)構(gòu)模型計算后，可以根據(jù)計算的結(jié)果來判斷整體結(jié)構(gòu)的合理性。主要查看結(jié)構(gòu)大的指標(biāo)諸如位移角，位移比，周期及周期比等是否滿足要求，判斷結(jié)構(gòu)是否存在薄弱層，判斷柱軸壓比是否滿足要求，核對梁柱板是否配筋不足等，核對原有的地基的承載力及基礎(chǔ)的截面是否滿足現(xiàn)行使用的要求。

當(dāng)計算結(jié)果中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的總體指標(biāo)不滿足規(guī)范要求時，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整原有結(jié)構(gòu)的截面，此時，梁柱構(gòu)件的加固多用到加大截面加固。當(dāng)柱軸壓比不滿足要求時，也應(yīng)采用加大截面加固。當(dāng)梁柱配筋不滿足要求較多時，可采用外包型鋼加固，否則可采用粘貼各種纖維型材的加固及鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿加固。

加固構(gòu)件的計算可采用鑒定加固的模塊，或者根據(jù)加固設(shè)計規(guī)范的計算公式編寫EXCEL 程序，再結(jié)合構(gòu)件的彎矩剪力進行各個構(gòu)件的加固計算。從而確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固所需鋼筋或型鋼的大小。

加固設(shè)計中，應(yīng)尤其重視節(jié)點的構(gòu)造，以及新舊混凝土之間的連接。以保證新增的加固構(gòu)件能與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件協(xié)同工作。

3.3 圖紙交付階段

在結(jié)構(gòu)的總體計算和構(gòu)件的單獨計算都完成以后，需要將計算結(jié)果按國標(biāo)的方式表示在圖紙上，經(jīng)審核通過交付業(yè)主及有相應(yīng)加固資質(zhì)的施工單位。

4 加固施工中常遇到的問題

加固質(zhì)量的好壞，除了前期的設(shè)計之外，后期的施工也是起到了關(guān)鍵性的作用。在走訪一些工地的過程中，經(jīng)常會聽到一些設(shè)計與施工之間的矛盾。較大的問題有以下幾個方面：

設(shè)計中的問題：加固改造設(shè)計不同于新建的建筑，在加大截面加固中，常出現(xiàn)梁柱的布筋方式按照新建建筑的配筋方式，從而造成了鋼筋間距過小。當(dāng)施工中需要在原有構(gòu)件取孔植筋的時候，經(jīng)常會破壞原有構(gòu)件該區(qū)域的混凝土。因此，在設(shè)計中應(yīng)保證鋼筋的最小中心距不小于5d 及邊距不小于3d，以保證鉆植筋孔的時候不會破壞混凝土。另外，植筋的施工過程中，應(yīng)事先探明原有鋼筋的位置，以避免鉆傷原結(jié)構(gòu)的主筋。在加大截面加固時，因加大截面的厚度過小，經(jīng)常會出現(xiàn)振搗不密實的情況，此時，混凝土可以調(diào)整成相同等級的灌漿料進行施工。梁僅受剪承載力不足時，采用粘貼鋼板箍的做法會比采用增加箍筋的做法減少施工單位的工作量。

施工中的問題：加固施工過程中新舊構(gòu)件的有效連接，是加固質(zhì)量的重要保證。在施工過程中，常會發(fā)現(xiàn)加大截面的位置與原結(jié)構(gòu)脫離，粘貼鋼板出現(xiàn)空鼓等問題。主要原因在于新舊混凝土結(jié)合面的處理沒有按照規(guī)范進行，粘貼鋼板的粘膠未完全的滲透在鋼板的表面。

市面上的植筋膠，很多不能滿足耐火及耐久性的問題，而植筋膠又是加固安全的重要保證。因此在選用植筋膠的時候，應(yīng)滿足設(shè)計的相關(guān)要求。

同時，施工中應(yīng)避免或減少損傷原結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因?qū)υ薪ㄖ南嚓P(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固后，會破壞原來建筑的門、窗、墻及其他裝飾構(gòu)件，因此在實際設(shè)計與施工中應(yīng)盡量避免。

5 結(jié)語

框架結(jié)構(gòu)的改造加固，應(yīng)遵循安全、經(jīng)濟、實用以及便于施工的原則，同時保證節(jié)點處連接的可靠性以及新老混凝土之間粘合性，使新舊構(gòu)件能夠協(xié)同工作，才能保證整體以及局部加固的可靠性。同時，應(yīng)結(jié)合原有建筑結(jié)構(gòu)的鑒定和加固后構(gòu)件的檢測，從而保證結(jié)構(gòu)加固的有效性。