砌体结构加固设计与实例分析

砌体结构加固设计与实例分析

本文根据南京市某砌体结构小学的加固过程中的一些特征措施和注意事项进行了阐述，分析了如何在砌体结构加固设计中灵活运用各种加固方法，为加固设计人员在进行加固方案选择和方案设计方面提供了一定的参考。通过实践验证，具有良好的可行性。

标签：砌体结构加固抗震能力

0 引言

惨痛汶川大地震过去了，它留给我们建筑工作者很多值得深思的东西，尤其是震后检测报告指出砌体结构坍塌破坏程度远远比钢筋混凝土结构的严重，这是由于砌体结构材料的脆性性质，其抗剪、抗拉和抗弯强度很低造成的；而砌体结构房屋在我国原有民用及工业建筑中占有相当的比例，所以，砌体结构房屋的加固改造工程是一项很重要、且十分有意义的事情。因为砌体结构房屋具备一定的特点，砌体结构房屋的加固改造的方法就变得多样化，这要求设计者在房屋加固改造的过程中，灵活运用多种措施加固砌体结构房屋。笔者结合近些年的结构改造加固工作，以南京某小学砖混结构房屋为例，对在此类结构中运用综合方法对结构进行加固的措施做出了具体的分析。

1 工程基本情况

某小学教学楼抗震加固工程，该建筑建于1999年，为五层砖混结构（局部四层），建筑面积为3680m2，建筑总高度为18m。基础形式为墙下条形基础、柱下独立基础。检测结果是：

①墙体砖混部分采用多孔砖，砂浆为水泥砂浆，砂浆抗压强度最低值为

0.9MPa；

②1.2内外墙设有闭合圈梁，除楼梯间其中一角未设置构造柱外，其余纵横墙交接处均设有构造柱不满足现行规范要求；

③房屋最大高宽比及最大层、纵墙局部尺寸不满足现高行规范要求。

④房屋顶层墙体四角处存在收缩斜裂缝。

2 砌体结构加固方法

目前砌体结构的加固分为直接加固、间接加固和结构构造性加固与修补三种。

2.1 直接加固有：

①钢筋混凝土外加层加固法

该方法的施工工艺不太复杂，具有很强的适应性，能大大提高砌体加固后的承载力，施工经验丰富，且设计也比较合理；在柱、带壁墙的加固施工中应用较广泛；但其现场施工需要长时间的湿作业，在一定程度上影响了生产及生活，建筑物净空在加固后也变小了。

②钢筋水泥砂浆外加层加固法

本方法的优点和钢筋混凝土外加层加固法基本相同，但承载力的提高空间不及前者；在砌体墙的加固和钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭施工中应用较多。

③增设扶壁柱加固法

该法的优点也基本等同于钢筋混凝土外加层加固法，但提高承载力方面受到限制，不宜达到抗震要求，往往在非地震区使用。

2.2 间接加固方法

①预应力撑杆加固法

运用该法，能使砌体柱的承载能力有大幅度的提升，也能获得较好的加固效果；在对于较高的应力及应变状态的砌体结构的加固施工中应用较广泛；但如果温度高于60℃，则不能使用此种方法。

②无粘结外包型钢加固法

此种方法属传统加固方法，便于施工，不需要太多的现场湿作业及工作量，受力可靠；在保留原构件截面尺寸的前提下要求截面承载力有很大程度提高的砌体柱的加固施工；但是其需要较高的加固费用，还要采取和钢结构相似的防护措施。

2.3 砌体结构构造性加固与修补

①增设圈梁加固

若布置的圈梁与现行设计要求不符，或纵横墙交接的地方咬搓，缺陷较为明显，或房屋缺乏整体性，应加设圈梁做加固处理。

②增设梁垫加固

若局部将大梁下砖砌体压碎或大梁下墙体的局部有竖直裂缝产生，需加设梁

垫做加固处理。

③砌体局部拆砌

若房屋局部破裂但清楚破裂原因并未对承重造成影响，可拆除局部的破裂墙体，同时提高砂浆强度一级用整砖填砌。

④砌體裂缝修补

修补裂缝前，应针对裂缝特点及砌体构件的受力情况，查明砌体裂缝的根源，从而有目的地采取措施进行加固和修补裂缝

3 加固方案

设计加固方案时需要结合房屋的使用状况和结构特性，以防加固施工影响房屋的正常使用。为此，通过利用结构设计软件PKPM建模计算，该小学房屋加固方案具体如下：

3.1 对承载能力不满足要求的墙体进行加固

由于该墙体采用多孔砖，砂浆为水泥砂浆，砂浆抗压强度最低值仅为0.9MPa；砂浆强度偏低造成砌体承载力不足，加固方法是：部分外墙体采用内衬混凝土夹板墙、外粉钢筋网砂浆面层进行加固，内墙及另一部分外墙采用钢筋网砂浆面层进行加固。（如图1，图2）

3.2 对抗震能力不满足要求的门间墙体进行加固

由于楼梯间其中一角未设置构造柱，且房屋最大高宽比及最大层高、纵墙局部尺寸不满足现行规范要求。因此要对抗震能力不满足要求的门窗间墙进行加固，加固方法是：在未设置构造柱的楼梯间一角，钢筋网砂浆面层在此处配筋加密。门窗间墙采用四周包角钢加固。

3.3 墙体裂缝处理

该房屋顶墙体斜裂缝主要由温度变化引起，在裂缝处理上，目前，采用粘贴碳素纤维布的方法对墙体裂缝进行加固处理，效果表现良好。

针对本工程实际情况，具体加固方案是：首先将墙面抹灰沿裂缝两侧剔除300mm厚，将墙面清理干净并对墙面进行打磨。对于墙面凹陷较大部位应采用高标号水泥砂浆进行处理，待水泥砂浆达到强度后方可进行打磨处理。然后裂缝灌浆处理：对于宽度较大的裂缝，应进行压力灌缝，最后粘贴碳纤维布：跨缝进行粘贴碳素纤维布处理，每侧碳纤维布长度不小于300mm，在粘贴碳纤维布时应注意：不同部位可以调整碳纤维方向以保证碳纤维布长度与裂缝方向垂直，且应保证碳纤维布沿裂缝方向满布，必要时碳纤维布可以重叠。（墙体斜裂缝加固

大样图如图5）

3.4 预制楼板整体性差加固

该房屋顶为预制楼板，而预制楼板较现浇楼板整体性差、抗震性能较差，常出现温度缝等质量通病，故本工程屋顶层墙体四角处存在收缩斜裂缝就是其结果之一，故需要在预制楼板新增L形锚筋来加固。

4 加固施工技术要求

4.1 施工顺序要求

施工前应调查原有建筑对整体现状和构件留有的记录，并确定加固内容和方式，本工程的大致施工顺序为：

①墙体施工，对墙体进行加固。

②楼面施工。

③屋面施工，对屋面进行检查修复处理。

4.2 粘钢加固技术

粘贴在砼构件表面的钢板应对砼基材表面进行以下处理：

①对很旧很脏砌体构件粘合面，应先进行打磨，除去2~3mm厚表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒；处理后，若表面严重凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。

②如果砌体表面比较干净，就直接打磨粘合面，将1~2mm厚的表层除去，用清水冲洗或通过压缩空气将粉尘清理掉，完全干燥后再用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面。

③粘好钢板，粘后通过膨胀螺栓、卡具及支撑等将其固定，适度加压使胶液刚挤出钢板边缘即可。

4.3 植筋技术

首先按设计要求的孔位、孔径、孔深钻孔，用吹风机与刷子清理孔道直至孔内壁无浮尘水滞为止。要求钢筋必须顺直，植筋前应对原钢筋进行除锈，且除锈长度大于植筋长度，其钢筋宜先焊后种植，若有困难必须后焊，其焊点距基材表面应大于15d，且应采用冷水浸润的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部。

5 小结