砌体结构加固概述

9.1概述
• 9.1.1砌体结构裂缝的类型
• 砌体结构一般抗压性能较好，抗拉、抗剪能力较 差。根据引起砌体开裂的原因，砌体结构的裂缝 可以分为以下三类：
• （1） 温度裂缝 • 当砌体结构在温度发生较大的变化时，由于热胀
冷缩的原因，在砌体结构内会产生拉应力，当拉 应力大于砌体的抗拉强度时，砌体会开裂，出现 温度裂缝。 • （2） 地基不均匀沉降引起的沉降裂缝 • 地基的不均匀沉降，将引起砌体受拉、受剪，从 而在砌体中产生裂缝。 • （3） 受力裂缝 • 当砌体结构上的荷载产生的内力，大于砌体结构 的承载能力时，砌体结构中产生的裂缝则属于受 力裂缝。
9.3.1钢筋网水泥砂浆面层加固的 墙体承载能力计算
• （1） 正截面受压承载力计算
• 钢筋网水泥砂浆面层与砖墙形成组合砖砌体，其 正截面受压承载力计算方法同《砌体结构设计规 范》（GB50003—2001）中的组合砖砌体承载力 计算方法（详见8.2.3条、8.2.4条），不再赘述。
（2） 斜截面承载力计算
（1）加固构件：柱、墙 （2）加固效果：提高承载力、稳定性和抗裂能力； （3）加固形式：单侧、双侧、四面；
（4）常用情况：房屋改建 墙体表面风化后等
（5）优点：经济，耐久，抗火 缺点：湿作业量大，施工周期长；影响外观
2、轴心受压构件的受力分析
A ob
As
1
?
原砌体
新砌体
ε
0
ε1 ε0
εu
ε0 0.006 ~ 0.008 εu 0.01 ~ 0.015
9.3.2钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙的构造
• 施工时应将原墙面的粉刷层铲去，砖缝剔深10mm，用 钢丝刷将墙面刷净，并洒水湿润,以保证水泥砂浆能与原 砌体有可靠的粘结，水泥砂浆面层的厚度为30～40mm， 分2～3次压抹，砂浆强度等级不小于M10。
• 原则上，墙面应双面用钢筋网水泥砂浆面层加固，为保 证墙两面的加固层共同工作，钢筋网在水平方向和竖向 每隔600～900mm用直径6号钢筋拉结。
50～70％ f
3、受压构件的加固
《砖混结构房屋加层技术规范》计算公式
Nu fo Ao fa As
新加砌体协同作用强度利用系数α： 不利因素：应变滞后 有利因素：侧向约束效应
砖基础α＝0.8 砖墙 α＝0.6 组合砖砌体 α轴压＝0.7； α偏压＝0.8
4、 构造要求
确保新旧砌体连接可靠、协同受力
提高结构抗震能力 （3）加固方法：外加构造柱
外加圈梁 增设钢拉杆 增设抗震墙
9.8、其他加固法
1. 表面修补法 2. 灌浆修补法 3. 拆砌托换法 4. 基础隔震加固法 5. 设置消能支撑法
1. 表面修补法
（1）表面涂抹水泥砂浆 （2）表面涂环氧胶泥 （3）表面粘贴钢丝网或玻璃纤维布
9.2.3混凝土扶壁柱的工艺及构造
• 图9.2混凝土扶壁柱法加固砖墙混凝土扶壁柱与原墙的连接是十分重 要的。
• 图9.2(a)为原带有壁柱的墙，新旧柱间可采用图中所示的连接方法， 与砖扶壁柱基本相同。
• 图9.2（b)为双面增设混凝土扶壁柱，箍筋的弯折面应隔层交错放置， 即图中所示箍筋的上下一个箍筋应将弯折面换到右边。
9.6、粘贴纤维加固法
• 在墙体表面粘贴纤维以提高墙体整体性和抗裂能力以及抗剪 承载力的方法
（1）加固对象：墙 （2）加固效果：提高整体性
提高抗裂性能 提高抗剪承载力 提高平面外抗弯能力 （3）加固材料：玻璃纤维 GFRP 芳纶纤维 AFRP 碳纤维 CFRP
玻璃纤维GFRP加固砖砌体试验
玻璃纤维GFRP加固砖砌体抗剪性能试验
• 稳定性裂缝，当高厚比超过规定限值较多时，砌体会在偶 然因素影响下产生纵向弯曲，在弯曲区段的中点，往往出 现水平裂缝。
• 局部受压裂缝，当砌体上的大梁支承面较小时，梁端处的 砌体受到很大的局部压应力，在梁端下部的局部受压范围 内，会出现多条竖向裂缝。
• 以上裂缝的出现，表明砌体的承载能力不足，均应立即加 固，以避免事故发生。
• 钢筋网遇到楼板时，应在楼板上每隔500～600mm凿一 洞，放入直径12的钢筋（见图9.5）。纵向钢筋应伸入 室内、外地面以下400mm，用C15混凝土浇筑（见图 9.6）。
• 钢筋网的钢筋直径为4或6，钢筋的间距以 300mm×300mm为宜。
9.4砖柱的外包角钢加固法
• 砖柱的加固宜优选外包角钢加固法，这种方法砖柱的截面尺寸增加不 多，不影响建筑物的空间使用，能显著地提高砖柱的承载力，大幅度 地增加砖柱的抗侧力。
• 混凝土扶壁柱用C20～C25混凝土，截面宽度不 宜小于250mm,厚度不宜小于100mm。
• 施工时当柱顶是楼板时，要注意设置混凝土浇注 口，通常可采用以下方案：将扶壁柱的顶部截面 加大，在加大截面处的楼板开洞口，从洞口浇注 混凝土。如果考虑建筑空间的需要，不希望柱的 截面在顶部加大，可待混凝土初凝后，将多余的 混凝土修平。如果结构上的安全不允许在楼板开 浇注洞口，则可将柱顶处的混凝土改为喷射法施 工。
芳纶纤维AFRP加固砖砌墙体的抗剪性能试验
碳纤维CFRP加固砖砌墙体的抗剪性能试验
纤维增强复合材料加固砌体抗震性能的比较
比较结论
(1)采用纤维布加固砖砌体可使其抗剪能力包括开裂 荷载、极限强度、极限位移和抗震性能有明显提高。
(2)有效的锚固方式对于砌体加固至关重要，未采取 任何锚固措施的加固砌体，在未达到极限位移时， 纤维布就已经剥离，起不到加固效果。
洗干净。
• （2） 在砖墙的灰缝中打入直径4mm或6mm的连 接插筋；如果打入插筋有困难，可先用电钻钻孔， 然后将插筋打入。插筋的水平间距应不大于 120mm，竖向间距以4皮砖为宜。
• （3） 在开口边绑扎直径3mm的封口筋。 • （4） 用M5～M10的混合砂浆，MU10以上的砖
砌筑扶壁柱。扶壁柱的宽度不应小于240mm，厚 度不应小于125mm。当砌至楼板底或梁底时，应 采用硬木楔或钢楔顶撑，以保证补强砌体有效地 发挥作用。
9 砌体结构加固
• 本章提要 • (1) 介绍了砌体结构裂缝的三种类型以及对
裂缝的处理方法。 • (2) 对墙砌体的加固介绍了常用的扶壁柱加
固法和钢筋网水泥砂浆面层加固法。 • (3) 对砖柱的加固介绍了外包角钢加固法。 • (4) 阐述了砖砌体裂缝的修复方法。 • (5) 介绍了典型的砌体结构加固的实例。
• 9.2.1砖（石）扶壁柱法的工艺及构造 • 图(a)表示单面增设的砖扶壁柱，图(b)表示双面增设的砖扶壁柱，图
(c)表示单面增设的块石挡土墙的石扶壁柱。
Байду номын сангаас
• 增设的扶壁柱与原砖墙的连接，可采用插筋法以 保证扶壁柱与砖墙的共同工作。
• 扶壁柱加固的工艺为： • （1） 将新旧砌体接触面间的粉刷层剥去，并冲
——适用于宽度小天0.2mm的温度干缩缝隙或网状缝 表面缺陷问题的处理
2. 灌浆修补法
适用于宽度大于0.3mm的静止受力裂缝
• 结合表面修补方法，采用灌浆料将墙体裂缝灌实 以恢复构件整体性和使用功能
3. 拆砌托换法
f
A
0.9
f1
A 1
• 考虑新加扶壁柱对构件高厚比的有利影响 • 考虑应力滞后效应影响，新加砖砌体强度折减0.9
混凝土扶壁柱加固构件受压承载力计算公式
Nu
con[ f
A ( fc
Ac
s
f
' y
A' s
)]
• φcon组合砖砌体稳定系数
• 考虑应力滞后效应影响，新加混凝土强度折减系数 α完好＝0.95，α损伤＝0.90
(3)分散条形粘贴纤维布的效果好于集中单条粘贴， 纤维布的利用率最高。
(4)满贴玻璃纤维布加固砌体时，采用45o双向玻璃纤 维布满贴的加固效果好，原因是45o双向玻璃纤维布 其纤维丝束的受力更加直接;另外普通双向玻璃纤维 布在剪压情况下容易因受压失稳而产生剥离。
9.7、抗震构造加固法
（1）加固原因：维修、改造、增层 （2）加固效果：加强结构整体性
• 受压钢筋强度利用系数η混凝土＝1.0，η砂浆＝0.9
偏心受压承载力计算公式
X
N～M
9.3钢筋网水泥砂浆面层加固墙砌体
• 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙是指把需加固的砖墙表面除 去粉刷层后，两面附设4～8mm的钢筋网片，然后抹水泥 砂浆面层的加固方法（图9.4）。
• 此法通常对墙体双面进行加固，所以经加固后的墙体俗称 夹板墙。夹板墙可以较大幅度地提高砖墙的承载力、抗侧 移刚度及墙体的延性。目前钢筋网水泥砂浆面层法常被用 于下列情况的加固：
9.1.2砌体结构裂缝的处理方法
• 根据裂缝的部位、方向、特征、宽度大小、分布情况等分 析裂缝的类型。如果是温度裂缝或沉降裂缝，则应针对原 因来根治.
• 温度裂缝则应在砌体中增设温度变形缝，或者在屋面增设 保温隔热层等。
• 沉降裂缝则应检测裂缝是否已经稳定，如已稳定，可在裂 缝中灌抹水泥浆，并在裂缝两端铺贴钢丝网，再抹水泥砂 浆面层。如裂缝仍在发展，则应将工作重点放在地基加固 上。
• 受力裂缝，则应采取提高砌体的承载力的加固方法。
• 常用的承载力加固法对墙有：扶壁柱加固法、组合砌体加 固法；对柱有：外包角钢加固法、组合砌体加固法。
9.2墙砌体的扶壁柱加固法
• 扶壁柱法是最常用的墙砌体加固方法，这种方法既能提高墙体的承载 力，又可减小墙体的高厚比，从而提高墙体的稳定性。根据使用材料 的不同，扶壁柱法分砖（石）扶壁柱法和混凝土扶壁柱法两种。
A
fa'
A' s
Nav
缀板和角钢约束作用:Nav＝21n
av f ay
100
(1
2e) A y
缀板体积配箍率：av
2 Asv1(a b) abs
偏心受压承载力计算公式
Nu fA' fa' s Aa Nav
角钢拉肢应力： s 650 800
9.5增大截面法
1、概况
• 采取增大砌体截面，以提高墙、柱承载力和满足正常 使用的一种加固方法。
扶壁柱加固墙的验算
• 在墙体外侧增设扶壁柱，通过加大墙的折算厚度以提 高墙体承载力和稳定性的加固方法
（1）加固构件：墙 （2）加固效果：增加墙体折算厚度
降低墙体高厚比 提高承载力 （3）加固形式：砖砌扶壁柱 混凝土扶壁柱
混砖凝砌土扶扶壁壁柱柱
砖砌扶壁柱加固构件轴心受压承载力计算公式
Nu
• 钢筋网水泥砂浆面层加固的墙体，其抗剪承载力 与面层和钢筋网有关，可按下式进行计算：
• V≤(fv′+0.7σ0)A/1.9 • 式中V——剪力设计值； • σ0——墙在1/2层高处恒荷载标准值产生的平均压
应力；
• A——原墙体截面积； • fv′——加固后组合墙折算成原墙体的抗剪强度，
简称折算抗剪强度。(由9.8或9.9公式计算)
• (1) 因火灾而使整片墙的承载力或刚度不足； • (2) 因房屋加层或超载而引起砖墙承载力不足； • (3) 因施工质量差而使砖墙承载力普遍达不到设计要求等。 • 孔径大于15mm的空心砖墙、砌筑砂浆标号小于M0.4的墙
体；或墙体严重酥碱，或油污不易消除，不能保证抹面砂 浆粘结质量的墙体，不宜采取钢筋网水泥砂浆面层进行加 固。
1、概况
• 砌体采取外包型钢，以提高墙、柱承载力的加固方法
（1）加固构件：柱、墙 （2）加固效果：提高承载力 （3）加固形式：干式
湿式
2、干式外包钢加固设计
新旧砌体无法确保协同受力 － 按照轴压刚度比分配新增竖向荷载
－ 偏压问题
3、湿式外包钢加固设计
轴心受压承载力计算公式
Nu con
f
• 据中国建筑研究学院的试验结果，抗侧力甚至可提高10倍以上，柱的 破坏由脆性破坏转化为延性破坏。
9.4.1外包角钢加固砖柱的工艺 用水泥砂浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周，
并用卡具卡紧，随即用缀板与角钢焊接连成 整体，去掉卡具,粉刷水泥砂浆以保护角钢 （图9.7所示）。角钢应锚入基础，为此预先 应将柱子四周的地面挖至基础顶面。在顶部 也应有可靠的锚固措施，以保证其有效地参 加工作。其方法可采用顶部或底部打入钢楔。 角钢不宜小于┗20×50×5。
常见的受力裂缝有：
• 受压裂缝，其特征为裂缝顺压力方向，顺砖沿同一竖直位 置断裂，当这种竖向裂缝长度连续超过4皮砖时，该部位 的砖接近破坏，当多条竖向裂缝在墙上出现，其间距 ≤240mm时，此墙体即将倒塌。
• 受弯或大偏心受压裂缝，当轴向力的偏心距较大，在砌体 中产生较大的拉应力时，在远离压力的一侧将出现垂直于 压力方向的水平裂缝，这种裂缝也容易引起砌体的破坏。