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剪力墙加固



建筑加固建筑加固指对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。工业上主要进行的加固有粘钢加固、碳纤维加固、压力注浆加固等。

剪力墙设计概述:

剪力墙结构中,墙是一种平面构件,它除承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力。剪力墙加固即在轴力、弯矩、剪力同时作用的复合状态下工作,其在受水平力作用时。就似一根底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下,剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散以及控制结构裂而不倒的要求(即墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏),因此,剪力墙加固时应注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。实际工程中,剪力墙分为整体墙和联肢墙。整体墙有一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙等形式。整体墙受力特征如同竖向悬臂杆件:当剪力墙墙肢较长时,在水平力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,因此,剪力墙加固配筋时应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏,墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。联肢墙是指由连梁连接起来的剪力墙。但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显着,连梁中部出现反弯点,设计时要注意墙肢轴压比限值要求。剪力墙的计算分析,首先是进行水平和竖向作用下的结构整体分析,在求得内力后再按偏压或偏拉进行正截面承载力以及斜截面受剪承载力验算。当墙体承受较大集中荷载作用时,应增加对局部受压承载力的验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即剪力墙之间的间距;门窗洞口之间的翼缘宽度;墙肢总高度的1/10;剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度,由于建筑功能的要求,在高层混凝土剪力墙结构中经常会在结构内部的底层增设局部框架。这些框架一般都不会成榀,不能形成梁柱抗侧力体系;即使局部成榀,也不能有效的抵抗结构的倾覆力矩;同时由于建筑的要求,梁柱中心线也不能重合,形成较大偏心,此时应采取梁的水平加腋等措施,确保节点在地震力反复作用下良好的抗震性能。另外不得将框架梁直接搭在剪力墙的平面外,使墙体承受平面外弯矩,导致受地震力作用时该部位率先破坏。

墙体最小厚度及配筋量:

钢筋混凝土墙的厚度由墙体的轴压比及高厚比决定的,前者是考虑墙的延性要求,后者是考虑墙的平面外稳定性要求,要保证工程质量,使混凝土浇捣密实也是不可忽视的因素,从施工角度看,墙的厚度不能太小,建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)规定,三、四级剪力墙的最小厚度为140mm。从有过的6层住宅剪力墙结构实例来看,采用双层配筋的140mm厚的墙体,钢筋容易走位,混凝土不易振捣密实。故不宜在整个建筑中大面积采用,对某些没有门窗洞口的短墙段,作为个别情况尚可考虑;如采用单排配筋,施工无困难。但由于单排配筋不利于承受平面外的弯距,不利于混凝土的抗裂,故不宜采用于承重墙体。多层剪力墙结构中采用双层配筋的墙体,最小厚度不应小于160mm,高层剪力结构中,墙体最小厚度不宜小于180mm。在墙体配筋方面,多层和高层住宅剪力墙结构按计算多为构造配筋,理论上讲满足规范规定的最小含钢率要求是可以的,这也是住宅开发商向设计单位提出降低用钢量的根据,此问题涉及到结构安全度的考虑,如从结构的抗震能力、结构的耐久性,从长期的经济效益看,过多的追求降低用钢量指标,在技术经济综合比较中并非合理。

柱的加固和剪力墙的加固:

经结构承载力验算,发现柱的轴压比不满足要求,需进行加固处理。柱采用从内到外包裹1层竖向碳纤维布和1层环向碳纤维布的方式进行加固。高度范围为底层地面到2层楼面梁底部。采用碳纤维片材缠绕加固混凝土柱可以约束混凝土的变形,从而提高混凝土的抗压强度,降低轴压比。柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接,当环向碳纤维布遇墙不能贯通时,应在墙上搭接200mm以上,并设置宽200mm的压条。剪力墙的加固:剪力墙采用在墙端暗柱粘贴环向碳纤维布的方式增加剪力墙的抗压承载力,采用在剪力墙两侧粘压条贴竖向、水平和斜向交叉碳纤维布的方式增加墙体抗剪承载力。高度范围为底层地面到2层楼面楼板底部。纵向、水平和斜向交叉碳纤维布的宽度均为200mm。


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