工程结构检测鉴定与加固4.4567砖柱承载力不足时的加固方法

4.4砖柱承载力不足时的加固方法砖柱承载力不足时可采用增大截面和外包角钢加固。4.4.1增大截面法加固砖柱增大截面法加固砖柱包括侧面增设混凝土层加固(简称侧面加固)和四周外包混凝土或钢筋网水泥砂浆层加固两类（如图4.8）。1.侧面增设混凝土层加固砖柱当砖柱承受的弯矩较大时，往往采用仅在受压面增设混凝土的方法(如图4.8a所示)或双面增设混凝土层的方法(如图4.8b所示)予以加固。采用侧面加固时，新旧柱的连接和接合非常重要。双面加固应采用连通的箍筋；单面加固应在原砖柱上打入混凝土钉或膨胀螺栓等物件，以加强两者的连结。此外，无论是单面加固还是双面加固，应将原砖柱的角砖每隔5皮打掉一块，使新混凝土与原柱能很好地咬合[图4.8（a，b）]。新浇混凝土的强度等级宜用C15或C20，受力钢筋距砖柱的距离不应小于50mm，受压钢筋的配筋率不宜小于0.2％，直径不应小于8mm。侧面增设混凝土层加固后的砖柱成为组合砖砌体，其受压承载力可按式(4.2)式(4.5)计算。2.四周外包混凝土加固砖柱四周外包混凝土加固砖柱的效果较好，对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱，其承载力的提高效果尤为显著。当外包层较薄时，外包层宜采用水泥砂浆。砂浆强度等级不得低于M7.5。外包层应设置的封闭箍筋，间距不宜超过150mm。由于封闭箍筋的作用，砖柱的侧向变形就受到约束，其受力类似于网状配筋砖砌体。由此，四周外包混凝土加固砖柱的受压承载力可按下式计算：

(4.10)式中—高厚比和配筋率以及轴向力偏心距对网状配筋砖砌体受压承载力的影响系数。按《砌体设计规范》取用；

—体积配箍率(％)，当箍筋的长为a，宽度为b，间距为s，单肢箍筋截面积为时，

—浇混凝土的材料强度折减系数。它与原柱的受力状态有关，当加固前原砖柱未损坏时取；部分损坏或受力较高时，取。

—加固砖柱组合砖砌体，即按式(4.2)～式(4.5)计算所得的受压承载力；4.4.2外包角钢加固砖柱外包角钢加固砖柱可以在砖柱尺寸增加不多的情况下，较多地提高砖柱的承载力，大幅度地增加砖柱的抗侧力。图4.9外包角钢加固砖柱外包角钢加固砖柱的一般作法是：先将砖柱四角粉刷层铲除，洗刷干净，在砖柱角表面抹一层10mm厚水泥砂浆找平，将角钢粘贴于受荷砖柱的四周，并用卡具卡紧，随即用缀板将角钢连成整体，最后去掉卡具，粉刷水泥砂浆以保护角钢(如图4.9所示)。角钢应很好地锚入基础，在顶部也应有可靠的锚固，以保证其有效地参加工作。角钢不宜小于L50×5。外包角钢加固后的砖柱亦是组合砖柱，但由于缀板和角钢对砖柱的横向变形起到了一定的约束作用，砖柱的抗压强度就有所提高。参考混凝土组合砖柱以及网状配筋砖砌体的计算方法，可得出：对于加固后为轴心受压的砖柱，计算公式为

(4.11)对于加固后为偏心受压的砖柱，计算公式为

(4.12)式中—缀板和角钢对砖柱的约束，使砖砌体强度提高而增大的砖柱承载力，可按下式计算：

(4.13)

—体积配箍率(％)，当取单肢缀板的截面面积为、间距为时，

—受拉肢型钢的应力，可按式(4.6)计算。其余符号意义同前。受压区高度可参考式(4.5)计算。

4.5窗间墙的加固窗间墙是砌体房屋中的薄弱部位。窗间墙的加固方法和砖墙体、砖柱的加固方法相似，可采用增设扶壁柱，增设钢筋网面层；增大截面和外包型钢等加固方法。具体可按本章4.3节和4.4节所述方法进行加固设计。如窗孔能适当减小，则在原窗间墙两侧增设钢筋混凝土柱是比较经济而有效的方法。当采用外包角钢加固窗间墙时，由于窗间墙的宽度比厚度大得多，如果仅采用四角加角钢的方法加固，则不能有效地约束墙的中部，起不到应有的作用。因此，当墙的宽厚比大于2.5时，宜在窗间墙的中部两边竖向各增设一根扁铁，并用螺栓将它们拉结(如图4.10所示)。加固结束后，抹以砂浆保护层，既防止角铁生锈，也起到建筑装饰作用。用角钢加固的窗间墙的承载力计算方法与外包钢加固砖柱的计算方法相同。4.6加强砌体结构整体性的加固方法外加钢筋混凝土构造柱、圈梁和钢拉杆是增强房屋整体性的有效方法。根据实际情况，可分别采用外加构造柱，外加圈梁或钢拉杆的加固方法。1）当原房屋既无构造柱又无圈梁或无足够圈梁时，可采用外加构造柱、圈梁和钢拉杆系统的整体加固方法；2）当原房屋无足够圈梁时，可采用外加圈梁和钢拉杆的加固方法；3）当原房屋已有足够圈梁但无构造柱时，可采用外加构造柱的加固方法，但必须使构造柱和原圈梁及墙体间有足够的连接强度和延性。原房屋抗震墙体间距过大时，可首先增设抗震墙，再考虑采用外加构造柱、圈梁和钢拉杆的加固方法。4.6.1外加构造柱、圈梁、钢拉杆的构造要求1、外加构造柱1）截面尺寸：为保证外加柱有一定的强度，且能与墙体共同工作，其截面尺寸和配筋不宜小于表4.2的规定。并可参考图4.11进行设计。空斗墙外加柱截面尺寸和配筋也可参照表4.2进行设计。构造柱与原有梁、圈梁、板的联结可根据实际情况参考图4.12、4.13、4.14进行设计。

表4.2

柱最小截面尺寸及最小配筋量

截面尺寸配筋量类别(宽×高)mm主筋箍筋图示矩形柱250×150150～200扁柱500×70200Ｌ形柱每边600×120两排2002）外加柱的基础：为有效地约束墙体，提高其抗剪强度和变形能力，外加柱的柱基必须与原墙基有牢固的连结。外加柱基础埋深宜同外墙基础埋置深度，如外墙基础埋深超过1.5m时，柱基础埋深可为1.5m。基础尺寸和构造可参考图4.15。2.外加圈梁外加圈梁应优先采用现浇钢筋混凝土圈梁，在特殊情况下，亦可采用型钢圈梁。1）截面尺寸和配筋：外加圈梁截面尺寸和配筋不宜小于表4.3的规定。2）外加圈梁应在同一水平标高交圈闭合。变形缝处两侧的圈梁应分别闭合，如遇洞口，应采取措施使圈梁闭合。外加圈梁与砖扶壁柱、水落管等相遇时，应采取措施以保证圈梁的连续性。

表4.3外加圈梁最小截面尺寸及最小配筋

3）圈梁要与砌体墙有效连结，除在浇圈梁前连接处墙面应刷洗干净，保证圈梁混凝土和砖墙的粘结外，可选用普通锚栓、钢筋混土销键或其它连结件。圈梁烈度备注789钢筋混凝土截面尺寸(高×宽)mm180×120高为平行墙面的尺寸宽为垂直墙面的尺寸主筋箍筋圈梁与外加柱连接时，在柱边两侧各500mm长度区段内箍筋间距加密至100型钢槽钢角钢[8└75×6当外加钢筋混凝土圈梁用普通锚栓与墙体连结时，锚栓的一端应作直角弯钩埋入圈梁，埋入长度为30d(d为锚栓的直径)，另一端用螺帽拧紧，如图4.16所示。

当外加钢筋混凝土圈梁采用钢筋混凝土销键连结时，销键的高度与圈梁相同，宽度为180mm，入墙深度不小于180mm或不小于墙厚，配筋量应不小于，间距宜为1000mm～2000mm，外墙圈梁的销键宜设置在窗口两侧，销键凿洞时应防止墙体破坏，如图4.17所示。型钢圈梁应每隔1000mm～1500mm与墙体用普通螺栓拉结，螺栓直径不小于，圈梁与墙面之间的间隙可用干硬性水泥砂浆塞严。3.钢拉杆钢拉杆一般不宜小于，钢拉杆与外加圈梁应很好连结，可采用钢拉杆端头焊垫板埋入圈梁（图4.18）及其它连结方法加以连结。一般钢拉杆中间设一个花篮螺丝，以便拉紧钢拉杆。钢拉杆应除锈、刷防锈漆一道，银粉漆二道。

4.柱和墙体拉结要求外加柱宜在每层1/3及2/3层高处用钢筋拉杆、销键或其它连结件与横墙拉结。柱基础应在外墙基础大放脚及室外地坪处用销键等连结件与外墙基础拉结。5.其它要求内廊式房屋的走道处，不另设外加柱时，为保证外加柱和走道两边墙体共同工作，宜在楼(屋)盖下有外加柱的横墙轴线上加现浇钢筋混凝土梁或组合钢梁，截面尺寸不应小于240×300mm，两端伸入横墙的长度不宜小于600mm；外加柱纵向钢筋应保证连续性，当混凝土强度等级在C20以上时，钢筋宜用Ⅰ级钢；无横墙处的外加柱应与楼(屋)盖进深梁或现浇楼(屋)盖可靠拉结。4.6.2外加构造柱、圈梁和钢拉杆加固后墙体抗剪强度计算试验研究表明，外加构造柱对墙体的抗剪强度提高有限，一般不大于30％，但对房屋的整体抗倒塌能力可提高50％～100％。在满足本章关于外加构造柱、圈梁和钢拉杆加固的构造要求后，外加钢筋混凝土柱加固的墙的抗剪承载力可按下式验算：

(4.14)式中—外加柱纵向钢筋影响系数，

—砌体强度的正应力影响系数，按《建筑抗震设计规范》采用；—构造柱参与工作系数。对于墙体两端有构造柱且上下均有圈梁时，当墙体高宽比大于等于0.5时，取为1.1，当墙体高宽比小于等于0.5时，取为1.0。一端有构造柱且该层上下均有圈梁的墙段，可取为0.9，两端有构造柱，但墙段中开有门洞或较大洞口的墙段，可按一端有构造柱考虑，取为0.9。对于没有基础圈梁的房屋底层，由于基础对底层墙体有较强的约束，当构造柱和基础有可靠连接时，可按有基础圈梁的情况考虑。按式（4.14）计算所得的外加构造柱、圈梁、钢拉杆对墙体抗剪强度的贡献一般不宜大于原墙抗剪强度的30％。4.7加强砌体房屋构件间连接的加固方法当砌体房屋各构件间连接强度不满足要求时，会引起局部开裂，在地震作用、不均匀沉降作用下，甚至会引起局部倒塌。1.新增设墙体和原结构楼盖及墙体间连接可参考图4.19和图