框架结构增层新技术应用研究_关喜才

173. 93
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250
122. 50 120. 50 119. 30
5 12 钢筋, 锚固深度 70 mm, 钢筋拉拔时, 砼破坏。 锚固深度 100 mm, 钢筋拉断时, 表层 15 mm 内砼破坏。
锚固深度 150 mm, 仅出现钢筋拉断。 备 5 16 钢筋, 锚固深度 100 mm, 钢筋拉拔时, 砼破坏。
180. 00 178. 80 175. 20
178. 00
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土工基础
20 05
实测观察到的屈服现象有时伴随孔周边表层混 凝土出现裂纹、微突, 但均略迟于屈服荷载( 5 12 钢 筋 55 KN、5 16 钢筋 100 KN 和 5 20 钢筋 140 KN) 。 2. 6 破坏特征
实验试件有两种破坏状况: 一是钢筋被拉断: 二 是混凝土被拉坏。试验表明, 当钢筋锚固长度较小 时, 由于 YZJ 型结构胶与钢筋和混凝土都有较好粘 结强度, 混凝土的强度显得相对较弱, 因而容易引起 混凝土的破坏。当锚固长度大于临界孔深时, 钢筋 超过屈服强度被拉断。同时也说明, 钢筋混凝土结 构应有适当的体积配筋率, 以提高对混凝土的约束 作用, 确保其结构安全度。
( 1) / 钻孔植筋0中, 钢筋拉拔破坏临界埋深 H = 10 d, 锚固孔深度超过钢筋拉拔破坏临界埋深, 其 锚固效果是可靠的。
( 2) 对框架结构接柱节点采用粘钢加固进行补 强处理后, 构件的抗裂度、强度、刚度及延性等均有 明显的提高。
( 3) 以/ 钻孔植筋0 为主的综 合设计是 行之有 效、安 全可靠的/ 接柱0 方法, 但必 须要求/ 精 心施 工0, 确保工程质量。
1前言
为验证锚固效果此次做了 8 组 48 根钢筋的生根抗 拔试验研究。
房屋增层的主要结构方案通常有直接增层和外 套框架增层两种。当原建筑经静力及抗震验算, 表 明能够满足规范要求或经加固后能够满足规范要求 时, 则在原有建筑上直接加层。当所要求的增层层 数较多, 或原建筑虽经 加固, 也 不能满足规范 要求 时, 往往采用外套结构的形式增加楼层。对于在钢 筋混凝土框架结构上直接增层, 柱子要向上层接, 上 下柱接头是结构安全的重要环节。目前较常用的方 法有两种: 一种是把原框架柱凿去一部分, 露出柱中 纵筋, 用氧乙炔烤软、调直, 再与要往上接的钢筋进 行搭接焊。采用这种方法时, 钢筋经高温加热、调直 后再焊接。这是一种对钢筋不利的热处理, 容易使 钢筋变脆。同时不容易凿露出柱中纵筋, 而且, 对原 结构有所损害, 这种方法现已不再应用。另一种是 / 钻孔植筋0法, / 钻孔植筋0的关键是新加框架柱中 的钢筋如何可靠地锚固于原结构柱中, 即新加柱的 钢筋如何可靠生根。对于框架柱生根目前常用的方 法是: 在原结构柱上钻孔、灌浆、栽筋。灌浆材料多 为环氧水泥类胶结材料。这种方法简便易行, 但其 锚固强度如何尚缺乏数据, 环氧类胶结材料的抗老 化性能较差。另外, 当对锚固区附近的钢筋进行焊 接时, 高温对锚固效果有所影响, 也是人们普遍关心 的。为此, 结合目前国内基本成熟的粘贴钢板加固 的经验, 将钻孔、灌浆、栽筋改为钻孔预埋植筋, 习惯 上称之谓: / 钻孔植筋0。钻孔植筋中的锚固胶必须 采用无机胶 凝材料, 即新型无机动 力结构胶 YZ J。
第 19 卷第 2 期 2005 年 4 月
土工基础 Soil Eng. and Foundat ion
V o1. 19 No. 2 Apr. 2005
框架结构增层新技术应用研究
关喜才1 , 孙 军2 , 魏宪田2
( 1. 漯河市沙澧建筑设计有限公司, 河南 漯河 462000; 2. 河南省水利第一工程局检测中心, 河南 漯河 462000)
拉拔试验以钢筋被拔脱、被拉坏的极限荷载为 判别标准, 拉拔极限破坏荷载与钢筋直径、钢筋锚固 深度有关, 与孔径无明显关系。拉拔极限破坏荷载 作用下, 512 钢筋的锚 固临界孔深 H 1 = 100~ 120 mm、5 16 钢 筋锚固临界孔深 H 1 = 140 ~ 160 m m、 5 20 钢筋锚固临界孔深 H 1= 180~ 200 m m, 超过临 界孔深的植筋均为钢筋被拉断而锚固端完好。钢筋 拉拔破坏的临界埋深( 或锚固长度) 可概括为 H 1 = 10d( d 为钢筋直径) 。
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关喜才等: 框架 结构增层新技术应用研究
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其承载能力也会有较大的削弱。如果新旧柱界面截 面的有效高度过小, 则该节点将处于/ 半刚半铰0 状 态。为此, 需要将新旧柱界面接点进行加固处理, 以 确保满足设计( 计算模型) 要求。常用的补强处理方 法是采用粘贴角钢加固或粘贴钢板加固。
加层按框架增加楼层柱节点构造大样施工, 分 部工程完工时, 进行了现场抽样拉拔试验, 其效果良 好, 完全达到了设计要求。工程竣工使用至今, 用户 反映良好。
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120. 30 118. 10 119. 20
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5 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
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167. 40 156. 20 149. 20
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168. 50 177. 70 175. 60
122. 2 110. 10 122. 40
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85. 10 86. 30 87. 00
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117. 77
4 结语
①原钢筋砼柱; ②原纵向梁; ③原横向梁; ④主钢板; ⑤ 钢板箍; ⑥接 柱主筋; ⑦接拄锚筋; ⑧YEJ 结构胶
图 3 框架增加楼层柱节点构造大样
综合楼工程为底部( 一层) 框架, 其梁柱位置大 都在一侧平齐, 实际施工中无法实施角钢加固。因 此, 经过综合分析确定, 增层框 架柱的节点采 用以 / 钻孔植筋0为主的综合设计方案详见框架增加楼层 柱节点构造大样图( 图 3) 。
该工程框架梁柱节点为/ T 0 型结构, 按 工程节 点实际尺寸进行网络划分, 考虑节点的对称性, 取其 / T 0型结构的一半作为计算模型, 并且在对称面上 采用对称约束进行处理, 详见图 1。在梁端 部施加 节点集中荷载, 调整节点荷载大小和梁长, 可得到交 接面上的各种剪力、弯矩组合。图 1 中图( a) 是原结 构柱节点图, 结构内按原设计配有钢筋, 图( b) 是原
摘 要: 在房屋的增层方案中, 主要有直接增层和外套框架增层两种。结合实际工程的需要, 就直接增层中的框架 结构增层改造的/ 接柱0 问题进行了试验研究。并成功地采 用/ 钻孔植筋0 和粘钢加固相结合的方法将原框架直接增 加 5 层, 为解决框架增层的/ 接柱0 问题提供了一种可行、可靠的途径。 关键词: 增层改造, 钻孔植筋, 粘钢加固 中图分类号: T U 746 文献标识码: B 文章编号: 1004- 3152( 2005) 02- 0024- 04
收稿日期: 2004-06-23 作者简介: 关喜才, 男, 1959 年生, 河南漯河人, 工学硕士, 高级工程师, 总工程师。主要从事建筑结构加固研究。
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筋 Rs= 417. 0 M Pa、5 16 钢筋 Rs = 400. 0 M Pa、5 20 5 20 钢筋 Rb= 594. 0 M P a。实测/ 钻孔植筋0结果详 钢筋 Rs = 380. 0 MP a。实测钢筋拉伸极限强度 5 12 见表 1。 钢筋 Rb = 594. 0 M Pa、5 16 钢筋 Rb = 597. 0 M Pa、
表 1 连接时的检 测结果表
序号 钢筋直径
试件编号
钻孔直径 ( mm)
植筋深度 ( mm)
实测屈服荷载 ( kN)
实测破坏荷载 ( kN)
破坏荷载平均值 ( kN)
1
-
-1
5 12
2
16
70
-
3
-
42. 30 41. 90 42. 20
42. 13
1
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5 12
2
3
16
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47. 20 47. 10 47. 40
锚固深度 150 mm, 钢筋拉断时, 表层 30 mm 内砼破坏。
注
锚固深度 250 mm, 仅出现钢筋拉断。
5 20 钢筋, 锚固深度 100 mm, 钢筋拉拔时, 砼破坏。
锚固深度 150 mm, 钢筋拉断时, 表层 30 mm 内砼破坏。 锚固深度 200~ 250 mm, 仅出现钢筋拉断坡坏。
3 框架/ 接柱0节点设计
某信用社综合楼, 原设计是底部( 一层) 框架, 上 部( 2~ 5 层) 砖混结构的六层商住楼, 97 年完成一、 二层主体。因多方面原因, 要求改为六层全框架结 构办公楼, 即要求在原底层框架基础上新增五层框 架结构。为此, 在上述试验研究基础上, 进行了有限 元计算和实施方案综合分析。 3. 1 节点计算模型
2 / 钻孔植筋0试验
2. 1 试验条件 ( 1) 混凝土标号: C30( 2. 0 m @ 2. 0 m @ 1. 5 m)
大体积混凝土块。 ( 2) Ⅱ级螺纹钢 5 12、5 16、520 分别为 9 根、12