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宿舍樓加固設(shè)計(jì)開題報(bào)告
宿舍是我們集體休息的地方,安全關(guān)乎眾人。下面小編帶來的是宿舍樓加固設(shè)計(jì)開題報(bào)告,希望對(duì)你有幫助。
摘要:混凝土工程一般設(shè)計(jì)壽命為50年以上,而工程在運(yùn)行過程中由于施工、設(shè)計(jì)以及管理使用不合理,導(dǎo)致建筑工程的使用壽命遠(yuǎn)達(dá)低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),甚至一些工程運(yùn)行不到10年就造成主體結(jié)構(gòu)鋼筋發(fā)生腐蝕破壞,需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。當(dāng)前建筑加固設(shè)計(jì)成為建筑行業(yè)的熱門方向,本文主要以某宿舍樓加固工程為例,通過設(shè)計(jì)人員的結(jié)構(gòu)檢測(cè)來確定混凝土工程的鋼筋腐蝕程度與碳化情況,然后展開結(jié)構(gòu)耐久性與安全性評(píng)估,結(jié)合結(jié)構(gòu)受損的實(shí)際條件進(jìn)提出加固方案,就加固方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、可行性分析,提出最為合理的加固設(shè)計(jì)方案以供同仁參考之用。
關(guān)鍵詞:宿舍樓;結(jié)構(gòu)受損;加固設(shè)計(jì)
前言:
某宿舍工程于1994竣工投入使用,由于施工以及后期運(yùn)行使用不當(dāng),在酸性環(huán)境下,一些鋼筋產(chǎn)生了腐蝕,影響了主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用,通過對(duì)工程細(xì)致檢測(cè),結(jié)合技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、施工便捷等條件,通過比對(duì)各加固方法來挑選合理加固方案,確保主體結(jié)構(gòu)的耐久度符合規(guī)范要求。
1.工程概述
某宿舍樓為五層框架混凝土結(jié)構(gòu),該工程于1994年建成并投入使用,因?yàn)樵摴こ虥]有通過規(guī)劃部門許可,沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),該工程在使用過程中沒有科學(xué)的維護(hù)造成部分樓層的梯梁箍筋受到嚴(yán)重銹斷,部分縱筋出現(xiàn)嚴(yán)重開裂,部分框架梁的保護(hù)層出現(xiàn)大面積脫落,多部分框架柱的底部鋼筋出現(xiàn)嚴(yán)重銹脹、斷裂,對(duì)此需要設(shè)計(jì)人對(duì)宿舍樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè),分析結(jié)構(gòu)受損情況,通過加固設(shè)計(jì),來延長(zhǎng)該建筑的使用壽命,確保建筑結(jié)構(gòu)安全與正常使用。
2.宿舍結(jié)構(gòu)鑒定與檢測(cè)
2.1基礎(chǔ)鑒定
筆者通過宿舍樓柱基以及周圍地面沉降試算調(diào)查,并沒有發(fā)現(xiàn)墻體沒有因基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降而造成變形與裂縫,這就反映建筑基礎(chǔ)良好且沉降均勻。
2.2受力構(gòu)件檢測(cè)
( 1) 筆者采用回彈儀對(duì)框架柱進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè),同時(shí)對(duì)受損嚴(yán)重的柱體進(jìn)行碳化檢測(cè),結(jié)合計(jì)算數(shù)據(jù)筆者估算柱體的強(qiáng)度為接近27MPa。
( 2) 筆者同時(shí)對(duì)受力構(gòu)件截面進(jìn)行計(jì)算分析,借助PKPM結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模計(jì)算,模擬主體結(jié)構(gòu)的受力情況,通過計(jì)算筆者得出框架柱在四級(jí)抗震6度設(shè)防條件下其軸壓比低于0.9,表示框架柱子截面滿足構(gòu)造要求,梯梁為經(jīng)檢測(cè)其箍筋間距為200mm也符合梁的基本構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)。(破損情況如下圖所示)
。▓D1為框架柱破損情況)(圖2為梯梁破損情況)
2.3構(gòu)件破損與原因分析
筆者根據(jù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)底層以及樓梯通道附近框架柱與梯梁腐蝕比較嚴(yán)重,主要由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有采用防腐措施,一旦受到酸性液體的腐蝕,不僅造成混凝土酸性加強(qiáng),降低主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,加速混凝土構(gòu)件保護(hù)層破壞,造成鋼筋出現(xiàn)銹脹。筆者對(duì)宿舍樓底層框架柱采用 X衍射試驗(yàn),來分析構(gòu)件材料受損情況,得知框架柱內(nèi)氧化鈣含量偏低,不能維持鋼筋的堿性環(huán)境,弱化了鋼筋表面保護(hù)膜的鈍化作用,同時(shí)受到在硫酸鹽、氯鹽等影響下,導(dǎo)致混凝土中鈣礬石含量偏高,造成構(gòu)件開裂、膨脹,最終造成框架混凝土腐蝕,混凝土的實(shí)際密度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求,不能抵擋外部環(huán)境酸性物質(zhì)對(duì)構(gòu)件侵蝕,使得鋼筋發(fā)生受損、破壞。
通過全面檢測(cè)筆者認(rèn)為框架柱的縱向鋼筋間距滿足承載受力要求,基礎(chǔ)沉降比較穩(wěn)定,符合承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),但是部分底層框架柱與梯梁等構(gòu)件破損比較嚴(yán)重,出現(xiàn)混凝土保護(hù)層剝落、鋼筋銹脹等情況,盡管其承載能符合使用要求,然而構(gòu)件的耐久性不達(dá)到規(guī)范的設(shè)計(jì)要求,為保證宿舍樓使用正常使用且延長(zhǎng)使用壽命,需要對(duì)蓋樓進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。
3.宿舍樓加固設(shè)計(jì)
3.1框架柱加固設(shè)計(jì)
柱常見的加固方法主要是截面加大法與型鋼外粘法,其中截面加大法主要是 采用同等級(jí)混凝土材料來擴(kuò)大構(gòu)件截面尺寸,提高混凝土構(gòu)件的承載能力與抗變形水平,該法廣泛應(yīng)用于混凝土梁、柱等受力構(gòu)件的修復(fù)加固。擴(kuò)大構(gòu)件截面法是比較常用加固措施,施工技術(shù)較為簡(jiǎn)單,同時(shí)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與施工比較成熟,然而該加固方法需要消耗大量的濕作業(yè)量,而增大的截面必然會(huì)減少使用的空間,完成框架柱的加固后,增加了主體結(jié)構(gòu)的自重,而型鋼外粘法主要用型鋼在框架柱的邊角包裹加固,該法施工較為方便,工期較短、施工工作量不大,然而鋼材的消耗量較多,由于該法缺乏有效的防護(hù)措施,而所處的工作環(huán)境屬于酸性介質(zhì)含量較大,因此需要額外的防護(hù)措施,該法主要應(yīng)用構(gòu)件尺寸不能增大,且要求其承載力提高的工程。
對(duì)此筆者認(rèn)為上述的加固方法各有優(yōu)缺點(diǎn),就下列方面進(jìn)行方案可行性、實(shí)用性比較:
。╝)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面來講,筆者結(jié)合結(jié)構(gòu)軟件計(jì)算數(shù)據(jù)分析,框架柱承載能力稍低于設(shè)計(jì)要求,因此提高空間不大,同時(shí)柱的間距布置較密,因此柱產(chǎn)生的豎向荷載比較低,只是柱保護(hù)層的腐蝕比較嚴(yán)重,使用功能受到影響,因此要加強(qiáng)對(duì)框架柱的修復(fù)重,除此以外框架柱的加固位置重點(diǎn)在底層,底層主要用作飯?zhí)茫幁h(huán)境并不理想,且具有較強(qiáng)的腐蝕性,一旦采用型鋼外粘法,需要采取柱子的表面防護(hù)措施。
(b)筆者從施工方面來講,宿舍樓屬于個(gè)人工程項(xiàng)目,施工使用的要求與標(biāo)準(zhǔn)較低,盡量選取工序簡(jiǎn)明,施工技術(shù)相對(duì)成熟的加固方案,同時(shí)該項(xiàng)目底層主要用作飯?zhí),所以?duì)加固施工空間沒有特別限制,工程的加固工期較為充裕。
綜上所述,由于不需要特別提高框架柱的結(jié)構(gòu)承載力,因此采用截面加大法足就能夠符合框架柱承載要求,同時(shí)工程耐久性也能達(dá)到預(yù)計(jì)要求,主要是挖鑿已發(fā)生破損的框架柱,并用C30級(jí)的混凝土進(jìn)行澆筑,在澆筑過程中要保證混凝土密實(shí),同梁、柱子節(jié)點(diǎn)相交處,框架柱箍筋應(yīng)當(dāng)穿過梁后并擠入結(jié)構(gòu)膠保證密封性,同時(shí)角柱與邊柱應(yīng)當(dāng)超過屋面0.1m,將鋼筋錨固入梁內(nèi)。
3.2梯梁加固設(shè)計(jì)
通過檢測(cè)筆者發(fā)現(xiàn)梯梁的箍筋發(fā)生明顯的銹脹,同時(shí)受力鋼筋的腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重,極大降低了抗剪與抗彎能力,需要對(duì)梁抗剪、抗彎承載情況進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,該樓梯通道容易涉水,發(fā)生酸性腐蝕的概率較大,因此需要側(cè)重提高耐久度方面的設(shè)計(jì),筆者結(jié)合實(shí)際的施工因素,主要采用碳纖維粘貼法,經(jīng)計(jì)算碳纖維布厚度應(yīng)當(dāng)大于0.16mm,彈性模量應(yīng)當(dāng)高于2.2X105MPa,伸長(zhǎng)率大于1.5%,主要施工次序:施工人員應(yīng)當(dāng)清除梯梁面的銹脹、腐蝕、松動(dòng)的混凝土,刮除鋼筋表面的銹渣,直至出現(xiàn)未銹蝕的面層。施工人員在轉(zhuǎn)角處采取倒角處理措施,并將其磨帶有圓弧狀,且弧半徑大于2cm,并在混凝土表層涂抹底層樹脂要求在樹脂接觸面保持干燥,對(duì)混凝土出現(xiàn)凹陷的表層用混凝土平整填補(bǔ),消除梯梁的帶棱角部位,保持找平表層干燥,及時(shí)涂刷樹脂,采用滾筒法根據(jù)設(shè)計(jì)要求來裁剪碳纖維布并連續(xù)多次滾壓,來排出氣泡,確保樹脂能夠完全浸沒的碳纖維布,在滾壓過程中嚴(yán)禁損壞碳纖維布,來保證加固材料的強(qiáng)度。
結(jié)束語:
綜上所述,本工程在原始設(shè)計(jì)中其主體結(jié)構(gòu)、建筑材料等基本符合建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性、安全性以及耐久性的標(biāo)準(zhǔn),該宿舍樓在使用過程中,因管理、使用、后期維護(hù)不合理,從而造成建筑的受力構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕,影響宿舍樓的實(shí)際使用,通過上述的宿舍樓加固設(shè)計(jì)方案,滿足了業(yè)主的使用要求,達(dá)到了預(yù)期的加固設(shè)計(jì)效果。
參考文獻(xiàn):
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