某学生宿舍加固改造设计与施工论文
摘 要:结合某学校一学生宿舍的加固改造实例,介绍利用预应力拉杆对砖混结构房屋进行“捆绑式”改造加固的方案,重点介绍其施工注意事项,为今后同类房屋加固改造工程积累了一定经验。
关键词:改造加固,预应力拉杆,构造柱
随着社会的发展及生活水平的提高,人们对房屋使用功能的要求越来越高,某些已建房屋的性能如:跨度、开间及装修水平等已不能满足现代生活的要求,个别建筑物的抗震性能也亟待提高。有鉴于此,在不远的将来,将有大量已建房屋需要进行工程改造、加固。捆绑式加固法是从房屋外面设置构造柱、圈梁(或混凝土小框架)及纵横拉杆,将房屋相关结构捆绑拉结成一体,以达到增强房屋整体性,改善结构破坏形态及增大结构延性的目的,适用于地震设防地区房屋的抗震加固及某些功能性房屋改造[1]。下面结合某学校一学生宿舍的加固改造实例,介绍改造加固方案及施工注意事项。
1 工程概况
房屋原结构平面布置示意图如图1所示。原房屋为砖混结构,墙体采用Mu15,Mu10配合M7. 5,M5. 0混合砂浆,预制混凝土楼板。共8层,布置较为简陋,每层布置有28个学生宿舍,两个公用卫生间。2001年4月,为改善学生居住条件及加强房屋抗震性能,决定对房屋进行改造加固。
2 改造加固方案
改造加固后结构平面布置如图2所示。改造后,原来的公共卫生间改为宿舍,每个学生宿舍均配有生活阳台(含独立的卫生间),居住环境得到改善。新加的阳台部分结构相当于混凝土框架(柱、梁板),并采用预应力拉杆将新加的两部分“框架”及原有建筑三个部分“捆绑拉结”在一起,增强房屋的整体性能,改善结构破坏形态及增大结构延性[2-4]。
3 施工注意事项
1)外加框架柱应与墙体有可靠连接,宜在楼层1/3和1/2层高处同时设置拉结钢筋和销键与墙体连接,亦可沿墙体高度每隔500 mm左右设置膨胀螺栓、压浆锚杆或锚筋与墙体连接。
2)外加框架柱设置单独的基础,埋深与原外墙基础相同;外墙基础埋深超过1. 5 m时,外加柱基紧贴横墙布置;其一端应锚在外加柱内,另一端锚入横墙的孔洞内;孔洞尺寸宜采用120 mm×120 mm,拉结钢筋的锚固长度不小于其直径的15倍,并用混凝土填实。
3)预应力拉杆的施工是保证整个工程质量的关键环节。拉杆采用冷拉Ⅱ级(原)钢筋制作,直径为20 mm,屈服强度标准值fpyk=450 N/mm2。拉杆必须先对焊后冷拉,以保证冷拉效果并检验对焊接头质量。拉杆位置:一般距原有横墙水平距离50 mm,距楼板底竖向距离100mm,并保持同一根拉杆在墙、梁上的预留孔标高一致,以免影响后续工序如穿筋、张拉工作的顺利进行。在施工新加建筑前,应在拉杆穿过的纵向墙上凿出100×100的.孔洞,并与预施工的梁预留孔标高校对,发现问题应及时协调。张拉控制应力σcon=0. 50fpyk,不进行超张拉。张拉时混凝土应达到100%设计强度。张拉采用张拉应力控制为主,同时用伸长值进行校核。理论伸长值为20. 5 mm,实测伸长值为20 mm~22 mm,符合规范要求。
4)为保证拉杆端部结构的局部承压能力,端部加50×70×70垫板。
5)原有卫生间均改为宿舍,施工时应自上而下逐层拆除需改造的楼板和墙体,然后做基础,并自底层起,砌筑新墙体,逐层浇筑新设的楼板。施工时严格按照施工顺序进行,确保施工安全。
6)各层原有墙新开门窗洞口时,应在上方设槽钢过梁。施工时先安放槽钢过梁,再自上而下逐层凿开门窗洞口。
7)张拉完成后,应对拉杆及两端螺丝端杆锚具、垫板进行防锈处理,可先除去浮锈,涂刷防锈漆两道,然后用防火涂料涂刷两道。两端螺丝端杆锚具应用细石混凝土封堵。
8)构造柱做法:应先砌墙体并留马牙槎,然后浇筑混凝土。马牙槎深60 mm,并沿墙高每500 mm设26. 5拉结筋,每边伸入墙内1 000 mm,当墙长小于1 000 mm时,拉结筋应伸至墙端,以保证墙体与构造柱的整体性能,改善结构受力状态。为加强构造柱与原有建筑物墙体的连接,应在原墙体上沿柱高每隔1 000 mm剔打出深度为60 mm,高度为500 mm的马牙槎,并清除干净原墙面上的抹灰层。
4 结语
房屋改造加固与一般新建房屋施工相比,有相通的地方,但也有自身的特点,有些方面的施工难度、技术含量还高过新建房屋施工。所以,对于房屋的加固改造还需不断总结施工经验,使其不断发展、完善。
参考文献:
[1] 唐业清.建筑物改造与病害处理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.
[2] CECS 25∶90,混凝土结构加固技术规范[S].
[3] GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范[S].
[4] 李晨光,刘 航,段建华,等.体外预应力结构技术与工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
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