框架柱局部分期置换加固的设计与施工

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第４期　四川建筑科学研究　２００７年８月　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　１２１　框架柱局部分期置换加固的设计与施工　李安起，王继国，王　欣，夏风敏　（山东建筑工程学院工程鉴定加固研究所，山东济南２５００１４）　摘要：结合工程实例，介绍了加固方案的确定，验算了局部分期置换加固方案中增加截面尺寸前后柱、周围梁系承载能力以　及临时支撑的安全性，介绍了施工监测的结果以及置换加固的效果。最后，对该类工程的设计与施工提出了建议。　关键词：框架柱；局部分期置换；加固；安全性　中图分类号：ＴＵ３９８．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—１９３３（２００７）０４—０１２１—０３　１　概述　某框架结构办公楼，地上主体建筑１０层，地下　室１层，裙房２层，建筑总高４１．９５　ｍ。该建筑物１　层、标准层局部结构平面示意见图１、图２。在主体　＝］　。ＩＩ　ｌＩ　．．一　结构封顶、大部分楼层砌块墙体砌筑完成后，发现在　１层ｌ６一Ｄ柱大约有３　ｍ左右的混凝土强度不满足　设计要求。原设计框架柱混凝土强度为ＣＡ０，经测　Ｉ．．－＿Ｊ　Ｌ—　试，该柱约３　ｍ范围内混凝土强度只有Ｃ１０，而且由　Ｌ　７２００　Ｉ　于３层及３层以上该柱为角柱，抗震要求高，因此必　图２标准层局部结构示意　须采取加固处理的措施。　导致该柱周围梁系端部承载能力不满足要求。因　此，增大截面尺寸加固将使加固工作量增大，费用　高。方案２是采取全截面置换，就是在对该柱周围　梁系进行可靠支撑的情况下，将混凝土强度不满足　要求的部分剔除，重新浇筑新混凝土。该方案的好　处是不改变原建筑布局，周围梁系承担的荷载和内　力不会发生变化，因此，不需对其进行加固处理。但　由于全截面置换，临时支撑设施必须安全可靠，而这　些设施很难被再次利用，因此，造价偏高，不经济。　方案３是采用局部置换结合适当增大截面尺寸的方　案。考虑到该柱周围框架柱的截面尺寸均为７００　Ｘ　图１　１层局部结构示意　７００，而该柱尺寸只有６００　Ｘ６００，可以适当增加截面　尺寸。采用方案３只适当增大截面尺寸，同时对部　分原混凝土进行置换，经计算可以满足该柱增大截　２加固方案确定　面后的承载力；由于柱截面尺寸增加幅度不大，周围　加固处理方案有３种：方案１是增大截面尺寸　梁系不经加固处理即可满足在柱加固后承担的荷载　加固，将使柱截面尺寸增加很多，过大的柱截面，将　和内力；采取分期置换加固的方法，使得置换期间只　设置脚手架支撑就可以满足置换时的要求。至于地　下室柱，则可采用增大截面加固法。　收稿１３期：２００６．．０２—１４　作者简介：李安起（１９６９一），男，山东乐陵人，高级实验师，主要从事　经研究比较，最终选用方案３。　工程检测鉴定、改造、加固及教学工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７　Ｎｏ．４　李安起，等：框架柱局部分期置换加固的设计与施工　１２３　置临时支撑。施工单位在发现１６一Ｄ柱混凝土存　在问题后，即对１６一Ｄ柱周围梁进行了支撑，采用　的是工地最常用的脚手架管。该柱周围４根梁均设　到的远侧柱间。Ｉ期剔凿（图中横坐标１）、Ⅱ期剔　凿（图中横坐标２）、临时支撑拆除（图中横坐标３）、　支撑拆除后３　ｄ（图中横坐标４），监测的变形见图　５。从图５中的沉降变化情况可以看出，变形极其微　小，只有０．５０　ｎ＇］ｌ＇ｌｌ，几乎可以忽略不计。　在进行沉降监测的同时，对ｌ６一Ｄ柱周围梁的　开裂情况进行了监测，整个置换加固过程中，各梁均　未发现裂缝。　置了支撑，各梁下支撑布置相同。每根梁下分别设　置了８根　５１立杆，分２排布设，水平方向设置双向　拉杆，竖向间距为６００　ｍｍ。４根梁共有３２根　５１　立杆。　置换施工时，装修等荷载尚未施加，活荷载为施　工荷载，按１．０　ｋＮ／ｍ　计算，１６一Ｄ柱承担的轴力设　置换加固后，截至目前，在正常使用情况下，１６　计值３１４９　ｋＮ。Ｉ期剔凿后，１层柱截面为６００×　５００，同时，由于局部纵向钢筋无混凝土的侧向支撑，　为安全起见，也不考虑钢筋的作用。按混凝土为　Ｃ１０计算，１６一Ｄ柱所能承担的轴力设计值为：　Ｎ１＝０．９￣ｐｆｏＡ＝０．９×０．９５×５×６００×５００　＝１２８３　ｋＮ　因而，Ｉ期剔凿后，需支撑承担的竖向轴力为：　Ⅳ２＝Ｎ—Ｎ１＝３１４９—１２８３＝１８６６　ｋＮ　则每杆分担的轴力为：　Ｎｇ＝Ｎ２／３２＝５８．３　ｋＮ　由于每隔６００　ｍｍ双向设置水平杆，因此，ｈ＝　６００　ｎ＇］ｌ＇ｌｌ，根据ＪＧＪ１３０—２００１《建筑施工扣件式钢脚　手架安全技术规程》公式５．３．３，立杆计算长度为：　ｆ０＝　＝１．１５５×１．５０×６００＝１０４０　ｎ＇］ｌ＇ｌｌ　立杆长细比为：　ｌｏ／，￣＝１０４０／５１＝２０．４　查ＪＧＪ１３０—２００１《建筑施工扣件式钢脚手架安　全技术规程》附录ｃ表得　＝０．９４６，每杆的承载能　力为：　Ｎｕ＝￣ｐＡｆ＝Ｏ．９４６×４５２．４×２０５＝８７．７　ｋＮ　Ｎｕ＞Ｎｇ，临时脚手架支撑满足承载力要求。　４施工监测　在置换加固施工期间设置了沉降变形监测点，　采用精密水准仪进行监测。监测点设置于２层１６　一Ｄ柱上，水准仪布设在该柱置换加固施工影响不　一Ｄ柱及周围梁无任何异常情况，取得了良好的效　果。　５　结　语　由于混凝土强度不满足设计要求，其所引起的　框架柱承载力不能满足安全使用要求，必须进行加　固处理。加固处理时，建议注意以下问题：　（１）柱所处的楼层，建筑使用功能以及业主的　具体要求，决定着可否采用增大截面法进行加固。　（２）如果可以适当增大截面，可考虑对柱子截　面进行局部分期置换。局部分期置换应与适当增大　柱截面相结合，方可降低临时支撑支设的难度和施　工费用。　（３）柱子增大截面时，要考虑到增大截面后柱　的内力及柱周围梁系的内力的增加和改变。为此，　必须进行复核验算。　（４）置换施工过程，要对柱及相关梁的变形和　裂纹进行监测，以确保安全。　参考文献：　［１］　ＧＢ５００１０—２００２混凝土结构设计规范［Ｓ］．　［２］ＣＥＣＳ２５：９０混凝土结构加固技术规范［Ｓ］．　［３］ＧＢ５０００９—２００１建筑结构荷载规范［Ｓ］．　［４］　毛桂平．托梁断柱置换局部柱身混凝土工程实践［Ｊ］．工程建　设与设计，２００４，（５）．