计建华　（安徽省建筑科学研究设计院，安徽　合肥　230001）

典型加固方法在某小区加固工程中的应用

计建华（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001）

某小区经检测发现结构构件混凝土强度达不到设计强度，经复核验算发现，结构的整体指标及部分构件的承载力不满足现行规范的要求，文中采用了几种典型的加固方法对结构的梁、柱、墙构件实施了加固，包括增大截面法、粘贴碳纤维加固法、粘贴钢板加固法。经过上述加固方法处理并经检测验收后，该小区的结构安全性得到了良好的保障。

增大截面法；粘贴碳纤维加固法；粘贴钢板加固法

1　工程概况

本工程由外围6栋住宅楼与中间3栋商业楼组成，商业楼为4层，均为住宅楼的裙房，地下2层，总建筑面积148170.9m2。住宅楼结构形式均为框架-剪力墙结构，其中住宅框架及剪力墙抗震等级均为二级，剪力墙抗震等级为二级。商业部分均为框架结构，框架抗震等级为二级。基础形式均为人工挖孔扩底灌注桩。抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组。建筑参数见表1。

建筑参数　表1

该工程施工到四层时，现场发现某些批次混凝土强度等级达不到设计要求，建设单位委托检测单位对该楼已建部分进行混凝土强度检测。现场采用回弹结合钻芯修正法对混凝土强度进行批量检测，最终得出各单体的部分构件实体检测混凝土强度推定値不满足设计要求，竖向构件的混凝土强度推定値与设计值最大可相差2个等级以上，梁的混凝土强度推定値与设计值相差基本保持在2个等级以内，少数区域的混凝土强度甚至未达到C20。考虑施工时梁板同时浇筑，在复核验算时，板的混凝土强度推定値取值与梁相同。

建设单位拿到检测报告且经原设计单位同意后，委托我院对该项目已建部分进行复核并处理。

2　处理思路与步骤

处理思路：对已建部分用混凝土强度使用实际实测值，对未建部分使用原设计值，将全楼重新电算一遍（第一次复核），整理出已建部分不满足现行规范要求的结构构件；对不满足计算要求的构件进行加固；然后，用加固后的构件截面与未建部分组装模型对全楼再整体复核计算，并反复调整使加固后的模型整体参数及内力配筋等均满足规范要求（第二次复核）。

3　加固设计

按照上述处理思路与步骤的第一次复核结果显示，主要存在如下问题。

部分框架柱的轴压比最大值达到0.99，超出《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.4.2条要求的二级框架柱轴压比限值0.85的16.5%；个别剪力墙轴压比为0.61，超出《建筑抗震设计规范》第6.4.2条要求二级剪力墙轴压比不宜大于0.6。

部分柱实际配筋也不满足计算要求，部分框架梁、次梁抗弯抗剪承载力不满足要求；楼板可以满足设计承载力使用要求。

针对此次复核结果，加固设计对构件的不同情况采取不同加固方案，具体如下。

3.1框架柱的加固采用增大截面法

鉴于竖向构件轴压比不满足规范要求，故竖向构件的延性大幅度较低，采取常用的增大截面法试算后发现柱截面只需增大较小尺寸即可满足轴压比限值要求，且经与建筑设计人员和建设单位沟通后，所增大的截面并未妨碍建筑设计规范的要求和使用功能。

框架柱增大截面法按《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）第五章偏心受压构件正截面承载力计算公式5.4.2。

公式中的α1取1；fcc为新旧混凝土组合截面的混凝土轴心抗压设计值（N/mm2），近似按fcc=1/2（fc0+0.9fc），fc、fc0分别为新旧混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）。

用第二次复核算出的被加固框架柱的内力，代入上式即可得出新增钢筋的截面面积。为了保证新旧混凝土的共同工作，在柱增大截面法中除混凝土表面凿毛、刷界面剂外还在柱每边采用新增混凝土中植入拉筋锚入原构件的方法，加固设计详图见图1。

图1　四面加固

由于剪力墙轴压比超规范限制不多（小于5%），且墙肢较短。我们加固主要为了提高剪力墙的延性，因此对于这些轴压比接近限值的剪力墙参照《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）第十章8节“提高柱的延性加固”，对这些剪力墙采取环向粘贴碳纤维布加固法。

3.2梁的加固采用粘贴碳纤维布、粘贴钢板法

①第一次复核验算中发现，大部分混凝土强度低于设计强度的梁均存在不同程度的抗弯、抗剪承载力不足现象。按照承载力相差程度大小，梁的加固方案采取3种不同的方法，分别为：碳纤维布加固法；粘贴钢板加固法；增大截面法。

碳纤维布受弯加固采用的计算公式按《混凝土结构加固设计规范》第十章10.2.3。

用第二次复核算出的被加固框架梁的内力代入上式，即可得出所需碳纤维布的有效截面面积。梁采用碳纤维布加固的设计详图如图2。为了增加梁的抗剪能力并加强梁底碳纤维布在端部的锚固能力，在梁侧增加单层碳布U型箍，U型箍间距50mm，宽度100mm。对于U型粘贴形式，还需在上端粘贴纵向碳纤维片材压条［4］，当梁高大于600时，采用4mm厚钢板压条固定。

图2　框架梁底及梁侧粘贴碳布加固大样

②考虑到碳纤维布多层粘贴时受施工质量影响的因素较大，当梁粘贴碳纤维布的层数超过2层时，碳纤维并不能完全发挥其承载力。当需要的碳纤维布超过2层时，采用粘贴钢板加固法。粘贴钢板受弯加固采用的计算公式按《混凝土结构加固设计规范》第九章9.2.3。

用第二次复核算出的被加固框架梁的内力代入上式，即可得出所需钢板的有效截面面积。粘贴钢板加固法的设计详图如图3。

图3　梁底粘贴钢板加固详图

第二次复核结果显示：通过上述加固方法进行加固后，各单体的整体刚度比加固前得到了提高，结构位移比、层间位移比等参数都满足有关规范要求。

4　结语

现在商品混凝土全面普及，而混凝土厂家对外加剂的使用不当以及现场施工过程中混凝土养护不到位、过振、甚至用错部位等情况时常发生，混凝土强度问题在工程质量事故中的比例越来越多，本工程的加固设计过程及方法对处理类似问题有很好的借鉴作用。

［1］GB50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［2］GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范［S］.

TU746.3

B

1007-7359（2016）04-0099-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.038

计建华（1973-），男，安徽肥东人，毕业于安徽建筑大学，学士；高级工程师，国家注册一级结构工程师。