淺談磚混結構房屋抗震加固工藝

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摘要：磚混結構由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點，多年來磚混房屋是我國當前建筑中使用最廣范的一種建筑結構形式；其中民用住宅建筑中約占90% 以上。磚混結構多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內(nèi)外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。在地震設防地區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆性性質(zhì)，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差；因此改善砌體結構延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。

  關鍵詞：抗震；加固；磚混結構   近幾年來的大地震導致了民用多層磚混結構破壞十分嚴重。事實再一次證明：做好現(xiàn)有的未經(jīng)抗震設計磚混結構房屋的抗震加固是十分必要的，保證現(xiàn)有的磚混結構民用住宅、重要建筑在地震中不倒是工程界急需解決的熱點問題之一。 1 磚混結構抗震加固方法簡介 從結構抗震機理出發(fā)，抗震加固可以分為減小地震作用加固法、增大結構抗震能力加固法和多道防線抗震加固法。減小地震作用主要是通過增大結構周期或加大結構阻尼來實現(xiàn)，一般應用于大型公共建筑的抗震加固；增大結構抗震能力的加固方法，如增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法；增大結構整體性的壓力灌漿加固法、增設圈梁(構造柱)加固法、拉結鋼筋加固法；通過增設抗震墻來降低抗震能力薄弱構件所承受地震作用的增設墻體法等，這些方法施工相對簡單，大量應用于多層的磚混結構當中，尤其是民用建筑中。多道抗震防線加固是建筑物采用多重抗側(cè)力體系，第一道防線的的抗側(cè)力構件在強烈的地震作用下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構件立即接替，抵擋后續(xù)的地震沖擊，可保證建筑物安最低限度的全，免于倒塌。從結構抗震加固方法上來講，抗震加固施工方法主要有外加固法，內(nèi)加固法，夾板墻加固法。外加固法一般結合磚混結構的層數(shù)及抗震鑒定的結果，需要在建筑外側(cè)增加不同數(shù)量的構造柱，圈梁，以及保證構造柱、圈梁和抗震墻體協(xié)同工作的拉桿。這種方法一般不占用室內(nèi)建筑面積，用于住宅樓，對住戶影響較小，但對建筑立面造型影響較大；內(nèi)加固法基本原理同外加固法，也需要增設構造柱，圈梁及拉桿，必要時，如原有抗震墻體間距過大，需加設抗震墻體，內(nèi)加固法不會改變建筑立面造型，一般適用于公共建筑，特別是臨街建筑；夾板墻加固法為在加固原有抗震墻體的基礎上提高抗震性能，目前最常用的是鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法，即在要加固墻體的單面或雙面加設鋼筋網(wǎng)，用錨筋、插入短筋、拉結筋等方法把鋼筋網(wǎng)四周與樓板或大梁、柱或墻體連接。國內(nèi)外的試驗表明，M10 混合砂漿砌筑的240 厚磚墻，墻體抗剪能力比原磚墻提高二倍以上。 2 磚混結構整體性抗震加固方法 這種方法屬于外加固法，其加固機理主要是對多層磚混房屋的墻體大變形產(chǎn)生約束，使其在遭受地震襲擊時，墻體雖嚴重開裂但不至于馬上喪失承載能力而導致房屋的倒塌，使磚混房屋提高耗能能力并改善延性性能，從而保證房屋在大震作用下不倒。本文提出了利用構造柱-圈梁-拉桿的抗震加固方法來實現(xiàn)這樣的目標。 2.1 抗震加固原則 按照有利于抗震的要求，外加構造柱應當將其設在內(nèi)外墻交接處(應在同一軸線橫墻兩端的內(nèi)外墻交接處同時設置)。對加固的房屋，外加柱應設置對稱、間距均勻、大小均勻。同時，要注意建筑立面的美觀和周圍建筑相協(xié)調(diào)。外加構造柱應沿房屋高度貫通，嚴禁錯位。遇到局部突出建筑物的房屋外加柱不能貫通時，必須采取妥善的錨固措施，以保證外加柱能充分發(fā)揮作用。在屋蓋和每層樓蓋處，設置外圈梁和鋼拉桿，以使外加柱和外圈梁及鋼拉桿一起約束橫墻，提高其抗剪能力和變形能力，同時也縮短了外加柱沿房屋縱向的自由長度，提高了其側(cè)向穩(wěn)定性。如原有房屋已有圈梁或為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋時，可不再設鋼鋼拉桿和圈梁，但外加柱必須與原有圈梁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋可靠拉接。 2.2 主要構件設計要求及施工措施 2.2.1 外加構造柱 外加柱基本要求： 外加柱應與圈梁或鋼拉桿連成閉合系統(tǒng)；外加柱必須與現(xiàn)澆混凝土樓蓋、屋蓋或原有圈梁可靠連接，形成整體；內(nèi)圈梁可用墻（梁）兩側(cè)的鋼拉桿代替。外加柱的混凝土強度等級不應低于C20，外加柱的截面和配筋按下表采用。 外加柱與墻體的連接要求： 外加柱應與墻體一般通過拉結鋼筋，銷鍵，壓漿錨桿，錨筋與墻體連接，并符合下列要求： 在樓層1/3 和2/3 層高處同時設置拉接鋼筋和銷鍵與墻體連接；沿墻體高度每隔500mm設置脹管螺栓、壓漿錨桿、螺栓或錨筋與墻體連接；外加柱在室外地坪標高和外墻基礎的大放腳處應設銷鍵、壓漿錨桿或錨筋與墻體連接。所有鋼筋應有保護層，以避免潮濕引起的銹蝕。 2.2.2 外加圈梁、鋼拉桿 (1)外加圈梁的基本要求 外加的圈梁宜在樓、層蓋標高的同一平面內(nèi)閉合；外加的圈梁在陽臺、雨篷、樓梯間窗戶附近標高變換處需拐轉(zhuǎn)通過，并應有局部加強措施；變形縫兩側(cè)增設的圈梁應分別閉合，在該變形縫區(qū)段范圍內(nèi)交圈閉合，并可用拉桿或型鋼代替混凝土圈梁。對于要加固的磚混結構房屋，一般其樓（屋）蓋均為預制板，如果橫墻間距超過一個開間，則樓（屋）蓋支承于縱墻上，而縱墻又不足以承擔樓層的外力，則要靠樓層蓋作為橫隔板將樓層的水平地震作用傳給兩側(cè)的抗橫墻。由于未設防的預制板間的連接比較差，因此樓蓋很容易外甩散落。此時，外加圈梁作為樓（屋）蓋的邊緣受拉部分，同時起到“邊箍”的作用，因而提高了樓蓋的水平整體性。圈梁截面高度不應小于180mm，寬度不應小于120mm；現(xiàn)澆圈梁的縱向鋼筋， 7、8、9 度時可采用4Φ8、4Φ10、4Φ12：箍筋可采用Φ6@200；外加柱和鋼拉桿錨固點兩側(cè)各500 mm 范圍內(nèi)的箍筋應加密；外加現(xiàn)澆圈梁在轉(zhuǎn)角處應設2Φ12 斜筋；型鋼圈梁當采用槽鋼時，7度不應小于[8，8度不應小于[10 ，當采用角鋼時，7度不應小于L75×6；8 度不應小于L90×6。外加圈梁配筋的計算要考慮作為梁承受墻體外甩彎距和作為樓蓋的邊箍承受抗震橫墻間樓層水平地震作用產(chǎn)生的偏拉。同時應計入外加構造柱設置對圈梁設計的影響。 (2)外加鋼拉桿的基本要求 根據(jù)要加固磚混結構房屋的具體特點，要設置不同形式的鋼拉桿，主要有橫向鋼拉桿，縱向剛拉桿，代替內(nèi)墻圈梁的鋼拉桿。用鋼拉桿加強磚混房屋整體性可防止墻體外甩，對設有外加柱的房屋也可采用拉桿拉結外加柱，使其與墻體共同承受地震作用；外加柱加固多層磚房而提高磚墻的增強系數(shù)，設置鋼拉桿用以拉結外加柱和墻體，鋼拉桿截面按外加柱抗剪強度承載力相等的條件計算。 (3)圈梁和鋼拉桿的施工 ①圈梁的施工 外加圈梁處的墻面有酥堿或飾面層時應鑿掉，墻面的油污和苔蘚應刷洗干凈，墻體的裂縫應補強；圈梁與墻體連接的孔洞應用水沖洗干凈；連接的錨筋和膨脹螺栓應注意檢查是否可靠錨固；圈梁的混凝土宜連續(xù)澆筑；圈梁頂面應做泛水，其底面應做滴水槽。 ②鋼拉桿的施工 鋼拉桿一般采用直徑不小于14 的鋼筋，錨固于圈梁內(nèi)不小于30d，且端頭設彎鉤；鋼拉桿通過端頭加焊的錨板埋入圈梁內(nèi)（錨板與墻面的間距不應小于50mm） 或通過鋼管穿過圈梁，然后用螺帽擰緊的方法與圈梁連接；鋼拉桿在原墻體錨固時，應采用鋼板墊板，拉桿端部應加焊相應的螺栓，以調(diào)直拉桿，壓緊墊板，使之與原墻體緊密結合；鋼拉桿應進行防銹處理。   參考文獻:  [1] 周炳章.砌體房屋抗震設計[M].北京:地震出版社,1991.  [2] 中國建筑科學研究院.2008 年汶川地震建筑震害圖片集[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008 [3] 吳漫新，多層砌體房屋抗震加固技術，建筑結構， 2002 年第3 期