《校舍房屋抗震加固设计》湖南大学_尚守平

1、校舍房屋抗震加固设计校舍房屋抗震加固设计 湖南大学 尚守平校舍房屋抗震实用技术校舍房屋抗震实用技术既有结构房屋抗震加固 1.钢筋混凝土结构房屋加固 2.砌体结构房屋加固1.钢筋混凝土结构房屋加固 随着国民经济的全面发展和城市化进程的加随着国民经济的全面发展和城市化进程的加快，在许多乡镇地区，也出现部分钢筋混凝土快，在许多乡镇地区，也出现部分钢筋混凝土结构房屋。结构房屋。 我们从我们从20012001年开始研究年开始研究“高性能复合砂浆高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构技术钢筋网加固混凝土结构技术”。20052005年建设部年建设部工程建设标准化协会向湖南大学下达了主编工程建设标准化协会向湖南大

2、学下达了主编高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构技术高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构技术规程规程（以下简称（以下简称规程规程）的任务，）的任务，20072007年年1111月该规程通过了建设部工程建设标准化协会月该规程通过了建设部工程建设标准化协会审查，审查，20082008年初完成了报批稿审查，已于年初完成了报批稿审查，已于20082008年年7 7月向全国颁布。月向全国颁布。HPFLHPFL加固法工艺简单，施工方便加固法工艺简单，施工方便, ,加固构件性能可靠加固构件性能可靠可装在任意冲击电锤上的凿毛件可装在任意冲击电锤上的凿毛件最近，美国ACI提出了在钢筋混凝土结构的表层配筋技术(Ski

3、n reinforcement) 在钢筋混凝土结构的表层配筋可大大增强混凝土构件的抗裂能力和耐久性，提高结构钢筋的使用强度。加固钢筋混凝土梁HPFL三面U形加固 钢筋混凝土梁柱节点处加固构造 实际上，复合砂浆钢筋网加固砌体比加固混实际上，复合砂浆钢筋网加固砌体比加固混凝土结构效果更好。凝土结构效果更好。 最近青海地震倒塌的房子多为砌体结构，而最近青海地震倒塌的房子多为砌体结构，而且多为农村空斗墙房屋。且多为农村空斗墙房屋。 我们可将砌体视为低标号的混凝土构件我们可将砌体视为低标号的混凝土构件, ,仍应仍应用上用上规程规程对砌体进行加固。对砌体进行加固。 现在要等新的现在要等新的砌体抗震规程砌体

4、抗震规程颁布，时间颁布，时间来不及来不及地震后汶川县映秀镇2.既有砌体结构房屋加固四川汉望镇农村民居墙体抗震加固农村民居墙体抗震加固高烈度区空斗墙抗震加固复合砂浆钢筋网薄层剪刀撑HPFL剪刀撑加固空斗墙结构钢筋网25mm200-300mm复合砂浆钢筋网薄层复合砂浆钢筋网薄层HPFL1 1、强度高、收缩小、强度高、收缩小 2 2、防火、耐高温性能较好、防火、耐高温性能较好 3 3、与原混凝土材料兼容性较好、与原混凝土材料兼容性较好4 4、施工简易，造价低廉、施工简易，造价低廉复合砂浆钢筋网薄层复合砂浆钢筋网薄层HPFLHPFL的优点的优点：空斗墙抗震空斗墙抗震水平推复试验水平推复试验加固前极限荷

5、载加固前极限荷载= =97.9kNkN加固后极限荷载加固后极限荷载=126.5kN=126.5kN双面双面HPFLHPFL加固后极限荷载加固后极限荷载=95.2kN=95.2kN加固前极限荷载加固前极限荷载=58.3kN=58.3kN双面双面HPFLHPFL加固前极限荷载加固前极限荷载=92.6kN=92.6kN单面单面HPFLHPFL加固后极限荷载加固后极限荷载= =88.9kNkN破坏后丧失承载能力破坏后丧失承载能力承载能力提高到承载能力提高到加固前极限荷载加固前极限荷载的的85（78.7kN）以上）以上经济造价经济造价（直接费）（直接费）（1）复合砂浆薄层 约 100元/平方米（2）钢筋

6、 约 20元/平方米共计 约 120元/平方米复合砂浆钢筋网薄层复合砂浆钢筋网薄层HPFLHPFL 大量的试验研究表明，用复合砂浆钢筋网薄层大量的试验研究表明，用复合砂浆钢筋网薄层HPFLHPFL加固的砌体结构，抗震性能大大提高。且加加固的砌体结构，抗震性能大大提高。且加固费用低廉。完全能达到固费用低廉。完全能达到“大震不倒大震不倒”的目标。的目标。支撑规程的相关课题研究支撑规程的相关课题：（1）教育部高等学校博士学科点专项科研基金：新型钢丝网复合砂浆加固压弯构件的动力特性研究 ；（2）湖南省交通厅科研基金：HPFL加固混凝土构件研究 ；（3）湖南省建设厅科技基金：钢筋（丝）网复合砂浆加固RC

7、梁的受弯试验研究 ；（4）湖南省科技计划重点项目：HPFL加固混凝土结构构件抗剪承载力研究 ；（5）湖南省自然科学基金项目：钢丝 (筋)网薄层加固压弯构件动力特性研究（6）长沙市科技计划项目：HPFL加固混凝土结构研究及产业化（7）中国联合工程公司项目：HPFL加固混凝土结构研究 相关论文发表情况1 钢筋网水泥复合砂浆加固RC偏心受压柱的试验研究. 建筑结构学报，2005，26（2）（EI收录） 2 一种适用于钢丝(筋)网水泥加固RC结构的纤维增强复合砂浆和界面剂. 土木工程学报，2005，38（5）3 钢筋网复合砂浆加固钢筋混凝土方柱抗震性能的研究. 建筑结构学报,2006年8月，27（4）

8、4Experimental Investigation Into The Strengthening Of RC Columns Using Composite Mortar Laminates Reinforced With Mesh Reinforcements. ACI special publication. 5钢丝网复合砂浆加固RC梁二次受力受弯试验研究 .建筑结构学报，2005，26（4） 6钢丝网复合砂浆加固混凝土受弯构件非线性分析 .工程力学，2005，（6）教育部博士点专项基金项目（20020532008） 7钢丝网水泥砂浆片材用于结构加固的研究综述.建筑结构,2004，34

9、（3）：711 8钢筋网复合砂浆加固受弯足尺RC梁二次受力试验研究，建筑结构学报，2006 ，27（5）9复合砂浆钢筋网加固抗弯RC梁的非线性分析，工程力学，2006（9） 10销钉在钢筋网水泥复合砂浆加固混凝土构件中的性能研究，建筑结构 ， 2006（3） 11国内外关于钢丝网水泥砂浆用于RC结构加固的研究.世界地震工程，2004，20(2)12高性能复合砂浆高温后的抗压强度试验研究.铁道科学与工程学报 ，2006，413复合砂浆钢筋网加固混凝土梁抗剪计算模型探讨.科学技术与工程 ，2006，314HPFL加固某RC框架梁施工技术. 工业建筑，2006，415HPFL加固某RC框架梁加固中的

10、应用研究.施工技术，2006 16 Nonlinear analysis of reinforced concrete beam strengthened with ferrocement under secondary loading. Proceedings of the Ninth International Symposium on Structural Engineering for Young Experts,Fuzhou17适用于钢丝(筋)网水泥加固RC结构的纤维增强复合砂浆和界面剂的研究. 第十届全国纤维混凝土会议论文集，上海：同济大学出版社，200418 HPFL加固混凝土结

11、构研究. 第8届全国建筑结构鉴定与加固改造学术会议论文集，哈尔滨，200619 钢筋混凝土柱两种不同抗震加固方法的比较. 结构工程师增刊，2005，12 20 某中学教学楼加固设计. 湖南大学学报增刊，2005，5 新型加固技术应用情况工程一：工程一：湘阴弯河实验中学 教学楼加固前 混凝土柱露筋 钢筋锈蚀膨胀造成混凝土开裂 混凝土梁表面风化严重 混凝土柱表面风化严重 混凝土碳化深度大 架空层框架梁、柱节点质量较差 架空层斜向支撑很少，抗震承载力严重不足 。 加固过程加固过程 构件表面处理 钢筋网制作 钢筋网焊接 抹复合砂浆 养护 对该建筑的加固已于2005年10月完工。加固后该建筑结构的抗震承

12、载能力得到很大程度的提高。 在2005年11月26日的九江5.7级地震的作用下，房屋虽然摇晃明显，但结构完好无损。技术经济效益： 经过甲方核算，在该建筑的结构加固工程中，由于采用HPFL加固方案，甲方挽回经济损失约149万元；相比于采用粘贴碳纤维等其它加固技术，节省材料、人工费等约40万元。事实证明在该建筑的加固工程中采用HPFL加固法后，取得了良好的技术、经济效果。 HPFL加固法是一种技术先进、施工简单，造价低廉，适用性强，易于推广应用的加固方法。 工程二：益阳橡胶塑料机械集团有限公司工程二：益阳橡胶塑料机械集团有限公司 铸造车间铸造车间 厂房内、外部情况 柱纵向钢筋外露、严重锈蚀 严重锈

13、蚀的牛腿钢筋 施工现场：构件表面处理 施工现场：抹复合砂浆加固后的橡胶塑料机械厂铸造车间加固后的橡胶塑料机械厂铸造车间 工程工程3 3：砌体结构加固：砌体结构加固 墙体裂缝 湖南省电信公司长沙市分公司香樟路电工班房 抹复合砂浆 固定钢丝网 固定钢筋网抹复合砂浆 湖南省电信公司长沙市分公司天马山车间仓库 墙体裂缝 湖南省电信公司长沙市分公司新开铺配套房湖南省电信公司长沙市分公司新开铺配套房固定钢筋网抹复合砂浆工程4：郴州摩泰酒店 郴州摩泰酒店加固改造工程 郴州摩泰酒店受火灾损伤情况 现场钢筋网安装 抹复合砂浆 加固后的构件工程工程5 5：水岸文化传播有限公司：水岸文化传播有限公司咖啡之翼多功能中

14、西餐厅改扩建工程咖啡之翼多功能中西餐厅改扩建工程 加固前构件 钢筋网安装 加固后的 混凝土柱加固后的咖啡之翼咖啡之翼工程工程6 6：l加固前混凝土构件l构件表面处理l钢筋网制作成型l抹复合砂浆l加固后构件表面处理及钢筋网制作抹复合砂浆加固后雨花区职工子弟中学抗震加固雨花区职工子弟中学抗震加固雅塘村小学抗震加固雅塘村小学抗震加固雨花区职工子弟中学雨花区职工子弟中学采用可靠廉价的HPFL法加固 设计 施工 抗震效果加固后极限荷载加固后极限荷载=95.2kN=95.2kN加固前极限荷载加固前极限荷载=58.3kN=58.3kN双面双面HPFLHPFL教室悬挑楼梯教室悬挑楼梯抗震加固抗震加固板顶复合砂浆钢筋网条带剪刀撑加固详图悬挑大于悬挑大于1.51.5米的外挑梁端米的外挑梁端部设柱支撑部设柱支撑计算结果：职工子弟中学西段校舍在6度地震时,底层F轴交1、2轴间墙体水平作用力=86.6kN,该墙体的抗震强度为81.5kN(该建筑没有按照6度设计圈梁构造柱，抗震能力极差）计算结果：职工子弟中学西段校舍在7度地震时F轴交1、2轴间纵墙地震作用力=171.3，在加固后强度为176.5kN.(按本加固设计方法可以抵御烈度为7度的地震）计算结果：职工子弟中学西段校舍在9度地震时F轴交1、2轴间纵墙地震作用力=685.2kN，在加固后强度为176.5k