绵竹某综合楼框架结构震害分析及加固技术.doc

PAGE 19 绵竹综合楼框架结构 震害分析及加固技术 [摘 要] 采用加大构件截面、高强度钢绞线-聚合物砂浆、粘钢法等多种方法对绵竹综合楼框架梁、柱进行加固，增加结构构件的延性，提高其抗震能力。 [关键词] 震害 框架结构 加固技术 2008年5月12日中午2:28，汶川地区受到8.0级的大地震灾害，距离地震中心60公里，有“川西明珠”美称的绵竹也受到了史无前例的严重损害，人员伤亡惨重。整个城、乡村房屋 图1 四川绵竹重灾区—汉旺镇 地震发生后，我单位积极参加了南京对口援建绵竹项目，并承担起绵竹综合楼加固改造工程的施工。经过对综合楼震害的研究分析，提出了安全有效的加固措施，并总结成文如下： 1 工程概况 绵竹综合楼为地上七层（局部八层）钢筋混凝土框架结构，平面近似矩形（见图2、3），总建筑面积为7253m3，建筑总高度为27.2m（包含出屋面楼梯间），建筑基底面积966.7 m3，基础形式采用柱下十字交叉梁基础，柱距为6.9m，工程竣工于2005年，如图2、3 图2 绵竹综合楼 图3 结构平面图 2 震害情况及分析 在这次地震中，采用钢筋混凝土框架结构的综合楼震害较轻，主要震害现象是框架结构填充墙开裂和破坏，还存在少量底层框架柱柱顶损坏、楼梯梯板出现贯通裂缝及梯梁损坏等现象（如图4、图5所示）。 2.1填充墙 综合楼填充墙的破坏主要集中在建筑两侧的山墙，分布在一至三层，破坏比较严重，如图*所示；少数楼梯间、内墙出现剪切裂缝。 图4 山墙剪切开裂、脱落 图5 底层外墙剪切破坏 2.2底层框架柱 框架结构受灾较多的表现为框架柱的破坏，框架梁破坏较少，呈现了“强梁弱柱”的破坏机制，表现为混凝土脱落，部分钢筋外露，使得柱端损坏。首先，由于楼板和填充墙对框架梁的刚度和抗弯承载力的增强作用，导致框架柱端出现塑性铰；其次，在水平振动和竖向作用力叠加作用下，底层柱端吸收较多的水平地震荷载；最后，部分柱端箍筋布置过少，使得框架柱纵向钢筋破坏，引起较大的纵筋变形，造成柱端破坏。如图6所示。 图6 底层柱端破坏 2.3楼梯间 部分楼梯沿梯板长度方向出现断裂，梯板的装修面层部分破坏；楼梯间小柱锚固钢筋过短，未与框架梁形成可靠连接。一方面，楼梯梯板在实际配筋时，负筋长度通常按水平跨度的1/4来布置钢筋，在正常状态下使用时，由于拉力较小，并出现问题，但在地震水平和竖向作用力的叠加下，梯板的拉力大幅度增加，造成梯板发生断裂；另一方面楼梯间小柱在施工时构造措施不到位，与框架梁未形成可靠连接，在地震竖向作用力下直接与框架梁脱离，同时造成楼梯间填充墙的剪切破坏。如图7、8所示。 图7 楼梯梯板水平裂缝及填充墙交叉裂缝 图8 楼梯间小柱未与框架梁可靠连接 2.4构造柱 构造柱设置不合理，钢筋锚固长度不够，未与圈梁形成可靠连接，在地震竖向作用力下与圈梁脱离，削弱了砌体稳定性，降低结构的抗震性能，从而造成砌体结构破坏，如图9所示。 图9 构造柱钢筋被拔出 3 框架结构加固技术 3.1加固技术概述 对部分梁、柱及楼梯进行加固处理，对本建筑损坏的部位先进行裂缝修复或破碎混凝土置换，然后本工程对柱进行的加固方式有加大截面（高强灌浆料浇筑）和高强聚合物砂浆-钢绞线加固，对梁进行的加固方式有加大截面（高强灌浆料浇筑）、高强聚合物砂浆-钢绞线及粘钢加固（详见表1），对楼梯进行的加固有裂缝修复及粘钢加固。 表1 框架结构构件加固方法 加固内容 加固方法 使用材料 加固部位 数量（根） 框架柱 加大截面 钢筋、无收缩灌浆料 1~3层，建筑物四角。 12 高强钢绞线-聚合物砂浆 钢绞线、聚合物砂浆 1~5层，1~8轴线对称加固。 89 框架梁 加大截面 钢筋、无收缩灌浆料 2~4层，主要分布于建筑物两端A~D轴之间。 16 粘钢 钢板、结构胶 2~4层，主要分布于建筑物两端A~D轴之间。 24 高强钢绞线-聚合物砂浆 钢绞线、聚合物砂浆 5~8层，主要分布于建筑物中间走廊及楼梯间。 39 3.2加大截面 该加固方式通过增加原框架柱、梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大截面面积，来提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，该方法施工方便，效果显著。 3.2.1使用部位 本工程中采用此方法加固的框架柱分布在建筑物1~3层的四角，每层4根。原混凝土柱截面尺寸为600×650mm，现将柱截面宽度两边各扩大100mm，长度两边各扩大125mm，截面尺寸加大为900×800mm；一层新增28根25主筋植入原基础内，箍筋为Φ10@100（4），二到三层柱新增425（角筋）+2120主筋，箍筋为Φ12@90（4），如图10所示。 （a）