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9.3 加固设计及施工


Ⅰ 面层组合柱加固

9.3.1 增设钢筋网砂浆面层与原有砖柱(墙垛)形成面层组合柱时,面层应在柱两侧对称布置;纵向钢筋的保护层厚度不应小于20mm,钢筋与砌体表面的空隙不应小于5mm,钢筋的上端应与柱顶的垫块或圈梁连接,下端应锚固在基础内;柱两侧面层沿柱高应每隔600mm采用φ6的封闭钢箍拉结。

9.3.2 增设面层组合柱的材料和构造,尚应符合下列要求(见图9.3.2):

面层组合柱加固墙垛
图9.3.2 面层组合柱加固墙垛

    1. 水泥砂浆的强度等级宜采用M10,钢筋宜采用HPB235级钢筋。
    2. 面层的厚度可采用35~45mm。
    3. 纵向钢筋直径不宜小于8mm,间距不应小于50mm;水平钢筋的直径不宜小于4mm,间距不应大于400mm,在距柱顶和柱脚的500mm范围内,间距应加密。
    4. 面层应深入地坪下500mm。

9.3.3 面层组合柱的抗震验算应符合下列要求:
    1. 7、8度区的A类房屋,轻屋盖房屋组合砖柱的每侧纵向钢筋分别不少于3φ8、3φ10,且配筋率不小于0. 1%,可不进行抗震承载力验算。
    2. 加固后,柱顶在单位水平力作用下的位移可按下式计算:


表9.3.3 基本周期的折减系数
基本周期的折减系数

    4. 面层组合柱的抗震承载力验算,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行。其中,抗震加固的承载力调整系数,应按本规程第3.0.4条的规定采用;增设的砂浆(或混凝土)和钢筋的强度应乘以折减系数0.85;A、B类房屋的原结构材料强度应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定采用。

9.3.4 面层组合柱的施工,宜符合本规程第5.3.3条的有关要求。

Ⅱ 组合壁柱加固

9.3.5 增设钢筋混凝土壁柱或套与原有砖柱(墙垛)形成组合壁柱时,应符合下列要求:
    1. 壁柱应在砖墙两面相对位置同时设置,并采用钢筋混凝土腹杆拉结。在砖柱(墙垛)周围设置钢筋混凝土套遇到砖墙时,应设钢筋混凝土腹杆拉结。壁柱或套应设基础,基础的横截面面积不得小于壁柱截面面积的一倍,并应与原基础可靠连接。
    2. 壁柱或套的纵向钢筋,保护层厚度不应小于25mm,钢筋与砌体表面的净距不应小于5mm;钢筋的上端应与柱顶的垫块或圈梁连接,下端应锚固在基础内。
    3. 壁柱或套加固后按组合砖柱进行抗震承载力验算,但增设的混凝土和钢筋的强度应乘以规定的折减系数。

9.3.6 增设钢筋混凝土壁柱或钢筋混凝土套加固砖柱(墙垛)的设计,尚应符合下列要求:
    1. 壁柱和套的混凝土宜采用细石混凝土,强度等级宜采用C20;钢筋宜采用HRB335级或HPB235级热轧钢筋。
    2. 采用钢筋混凝土壁柱加固砖墙(见图9.3.6a)或钢筋混凝土套加固砖柱(墙垛)(见图9.3.6b)时,其构造尚应符合下列规定:
        1) 壁柱和套的厚度宜为60~120mm;
        2) 纵向钢筋宜对称配置,配筋率不应小于0. 2%;
        3) 箍筋的直径不应小于4mm且不小于纵向钢筋直径的20%,间距不应大于400mm且不应大于纵向钢筋直径的20倍,在距柱顶和柱脚的500mm范围内,其间距应加密;当柱一侧的纵向钢筋多于4根时,应设置复合箍筋或拉结筋;
        4) 钢筋混凝土拉结腹杆沿柱高度的间距不宜大于壁柱最小厚度的12倍,配筋量不宜少于两侧壁柱纵向钢筋总面积的25%;
        5) 壁柱或套的基础埋深宜与原基础相同,当有较厚的刚性地坪时,埋深可浅于原基础,但不宜浅于室外地面下500mm。

砖柱(墙垛)加固
图9.3.6 砖柱(墙垛)加固
(a)钢筋混凝土壁柱加固砖墙 (b)钢筋混凝土套加固砖柱(墙垛)

    3. 采用壁柱或套加固后的抗震承载力验算,应符合本规程第9.3.3条的有关规定,钢筋和混凝土的强度应乘以折减系数0.85;A、B类房屋的材料强度应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定采用。

Ⅲ 钢构套加固

9.3.7 增设钢构套加固砖柱(墙垛)的设计,应符合下列规定:
    1. 钢构套的纵向角钢不应小于∟56× 5。角钢应紧贴砖砌体,下端应伸入刚性地坪下200mm,上端应与柱顶垫块、圈梁连接。
    2. 钢构套的横向缀板截面不应小于35mm×5mm,系杆直径不应小于16mm。缀板或系杆的间距不应大于纵向单肢角钢最小截面回转半径的40倍,在柱上下端和变截面处,间距应加密。
    3. 对于A类房屋,当为7度时或抗震承载力低于要求在30%以内的轻屋盖房屋,增设钢构套加固后,砖柱(墙垛)可不进行抗震承载力验算。

9.3.8 钢构套加固砖柱(墙垛)时,砖柱(墙垛)四角应打磨成圆角且用高强度的砂浆抹平,其施工尚宜符合本规程第6.3.6条的有关规定。

Ⅳ 其 他

9.3.9 外加圈梁加固单层砖柱厂房和单层空旷房屋时,其设计及施工应符合本规程第5.3.16~5.3.19条的有关规定。

9.3.10 女儿墙、封檐墙、舞台口大梁上部墙体的加固设计及施工,应符合本规程第8.3.10条的有关规定。 

条文说明

Ⅰ 面层组合柱加固

9.3.1~9.3.4 这几条规定面层加固砖柱(墙)形成组合柱的抗震承载力验算、构造及施工。其中,第9.3.1条是强制性要求。
    1. 计算组合砖柱的刚度时,加固面层与砖柱视为组合砖柱整体工作,包括面层中钢筋的作用。因为计算和试验均表明,钢筋的作用是显著的。
    确定组合砖柱的计算高度时,对于9度地震,横墙和屋盖一般有一定的破坏,不具备空间工作性能,屋盖不能作为组合砖柱的不动铰支点,只能采用弹性方案;对于8度地震,屋盖结构尚具有一定的空间工作性能,因而可采用弹性和刚弹性两种计算方案。
    必须指出,组合砖柱计算高度的改变,不会对抗震承载力验算结果产生明显的不利影响。因为抗震承载力验算时亦采用同一个计算高度。同时,对组合砖柱的弯矩和剪力,亦应乘以考虑空间工作的调整系数。
    2. 对T形截面砖柱,为了简化侧向刚度计算而不考虑翼缘,当翼缘宽度不小于腹板宽度5倍时,不考虑翼缘将使砖柱刚度减少20%以上,周期延长10%以上。因而相应的计算周期需予以折减。
    当然,对钢筋混凝土屋架等重屋盖房屋,按铰接排架计算的周期,尚应再予以折减。
    3. 试验研究和计算表明,面层材料的弹性模量及其厚度等,对组合砖柱的刚度值有很大的影响,因而面层不宜采用较高强度等级的材料和较大的厚度,以免地震作用增加过大。
    由于水泥砂浆的拉伸极限变形值低于混凝土的拉伸极限值较多,容易出现拉伸裂缝,为了保证组合砖柱的整体性和耐久性,规定砂浆面层内仅采用强度等级较低的HPB235级钢筋。
    4. 对加固组合砖柱拉结腹杆的间距、拉结腹杆的横截面尺寸及其配筋的规定,是考虑到使它们能传递必要的剪力,并使组合砖柱两侧的加固面层能整体工作。
    5. 震害表明,刚性地坪对砖柱等类似构件的嵌固作用很强,使其破坏均在地坪以上一定高度处。因而对埋入刚性地坪内的砖柱,其加固面层的基础埋深要求可适当放宽,即不要求与原柱子有同样的埋深。

Ⅱ 组合壁柱加固

9. 3.5、9.3.6 这两条给出了增设混凝土壁柱加固的构造和计算要求;其中,第9.3.5条是强制性要求。采用壁柱和混凝土套加固,其承载力、延性和耐久性均优于钢筋砂浆面层加固。
    壁柱加固要有效,加固的细部构造应确保壁柱与砖墙形成组合构件,本规程中给出了示意图,强调了以下几点:
    ①控制最小配筋率和配箍及钢筋与砖墙表面的距离;
    ②加强壁柱纵向钢筋在上下端与原结构连接件的连接;
    ③壁柱下应设置基础,并控制基础的截面;
    ④按组合截面计算承载力时,应考虑应力滞后,将混凝土和钢筋的强度乘以折减系数。

Ⅲ 钢构套加固

9.3.7 本条给出了增设钢构套加固砖垛的构造要求。
    1. 钢构套加固,构件本身要有足够的刚度和强度,以控制砖柱的整体变形和保证钢构套的整体强度;加固着重于提高延性和抗倒塌能力,但承载力提高不多,适合于6、7度和承载力差距在30%以内时采用,一般不作抗震验算。
    2. 钢构套加固砖垛的细部构造应确实形成砖垛的约束,为确保钢构套加固能有效控制砖柱的整体变形,纵向角钢、缀板和拉杆的截面应使构件本身有足够的刚度和承载力,其中,横向缀板的间距比钢结构中相应的尺寸大,因不要求角钢肢杆充分承压,且角钢紧贴砖柱,不像通常的格构式组合钢柱中能自由地失稳。
    3. 构件需具有一定的腐蚀裕度,以具备耐久性。
    采用本方法需注意以下几点:
        ①钢构套角钢的上下端应有可靠连接;
        ②钢构套缀板在柱上下端和柱变截面处,间距应加密。

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建筑抗震加固技术规程 JGJ116-2009
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