宿舍楼加固设计开题报告

宿舍楼加固设计开题报告摘要：混凝土工程一般设计寿命为50年以上，而工程在运行过程中由于施工、设计以及管理使用不合理，导致建筑工程的使用寿命远达低于设计标准，甚至一些工程运行不到10年就造成主体结构钢筋发生腐蚀破坏，需要设计人员进行加固设计。当前建筑加固设计成为建筑行业的热门方向，本文主要以某宿舍楼加固工程为例，通过设计人员的结构检测来确定混凝土工程的钢筋腐蚀程度与碳化情况，然后展开结构耐久性与安全性评估，结合结构受损的实际条件进提出加固方案，就加固方案进行经济性、可行性分析，提出最为合理的加固设计方案以供同仁参考之用。关键词：宿舍楼；结构受损；加固设计前言：某宿舍工程于1994竣工投入使用，由于施工以及后期运行使用不当，在酸性环境下，一些钢筋产生了腐蚀，影响了主体结构的实际使用，通过对工程细致检测，结合技术可靠、经济实用、施工便捷等条件，通过比对各加固方法来挑选合理加固方案，确保主体结构的耐久度符合规范要求。1.工程概述某宿舍楼为五层框架混凝土结构，该工程于1994年建成并投入使用，因为该工程没有通过规划部门许可，没有经过设计院设计，该工程在使用过程中没有科学的维护造成部分楼层的梯梁箍筋受到严重锈断，部分纵筋出现严重开裂，部分框架梁的保护层出现大面积脱落，多部分框架柱的底部钢筋出现严重锈胀、断裂，对此需要设计人对宿舍楼进行结构检测，分析结构受损情况，通过加固设计，来延长该建筑的使用寿命，确保建筑结构安全与正常使用。2.宿舍结构鉴定与检测2.1基础鉴定笔者通过宿舍楼柱基以及周围地面沉降试算调查，并没有发现墙体没有因基础出现沉降而造成变形与裂缝，这就反映建筑基础良好且沉降均匀。2.2受力构件检测(1)笔者采用回弹仪对框架柱进行强度检测，同时对受损严重的柱体进行碳化检测，结合计算数据笔者估算柱体的强度为接近27MPa。(2)笔者同时对受力构件截面进行计算分析，借助PKPM结构工程设计软件进行建模计算，模拟主体结构的受力情况，通过计算笔者得出框架柱在四级抗震6度设防条件下其轴压比低于0.9，表示框架柱子截面满足构造要求，梯梁为经检测其箍筋间距为200mm也符合梁的基本构造标准。（破损情况如下图所示）（图1为框架柱破损情况）（图2为梯梁破损情况）2.3构件破损与原因分析笔者根据检测发现底层以及楼梯通道附近框架柱与梯梁腐蚀比较严重，主要由于结构构件没有采用防腐措施，一旦受到酸性液体的腐蚀，不仅造成混凝土酸性加强，降低主体结构强度，加速混凝土构件保护层破坏，造成钢筋出现锈胀。笔者对宿舍楼底层框架柱采用X衍射试验，来分析构件材料受损情况，得知框架柱内氧化钙含量偏低，不能维持钢筋的碱性环境，弱化了钢筋表面保护膜的钝化作用，同时受到在硫酸盐、氯盐等影响下，导致混凝土中钙矾石含量偏高，造成构件开裂、膨胀，最终造成框架混凝土腐蚀，混凝土的实际密度远低于设计要求，不能抵挡外部环境酸性物质对构件侵蚀，使得钢筋发生受损、破坏。通过全面检测笔者认为框架柱的纵向钢筋间距满足承载受力要求，基础沉降比较稳定，符合承载力设计标准，但是部分底层框架柱与梯梁等构件破损比较严重，出现混凝土保护层剥落、钢筋锈胀等情况，尽管其承载能符合使用要求，然而构件的耐久性不达到规范的设计要求，为保证宿舍楼使用正常使用且延长使用寿命，需要对盖楼进行加固设计。3.宿舍楼加固设计3.1框架柱加固设计柱常见的加固方法主要是截面加大法与型钢外粘法，其中截面加大法主要是采用同等级混凝土材料来扩大构件截面尺寸，提高混凝土构件的承载能力与抗变形水平，该法广泛应用于混凝土梁、柱等受力构件的修复加固。扩大构件截面法是比较常用加固措施，施工技术较为简单，同时设计经验与施工比较成熟，然而该加固方法需要消耗大量的湿作业量，而增大的截面必然会减少使用的空间，完成框架柱的加固后，增加了主体结构的自重，而型钢外粘法主要用型钢在框架柱的边角包裹加固，该法施工较为方便，工期较短、施工工作量不大，然而钢材的消耗量较多，由于该法缺乏有效的防护措施，而所处的工作环境属于酸性介质含量较大，因此需要额外的防护措施，该法主要应用构件尺寸不能增大，且要求其承载力提高的工程。对此笔者认为上述的加固方法各有优缺点，就下列方面进行方案可行性、实用性比较：（a）在结构设计方面来讲，笔者结合结构软件计算数据分析，框架柱承载能力稍低于设计要求，因此提高空间不大，同时柱的间距布置较密，因此柱产生的竖向荷载比较低，只是柱保护层的腐蚀比较严重，使用功能受到影响，因此要加强对框架柱的修复重，除此以外框架柱的加固位置重点在底层，底层主要用作饭堂，而所处环境并不理想，且具有较强的腐蚀性，一旦采用型钢外粘法，需要采取柱子的表面防护措施。(b)笔者从施工方面来讲，宿舍楼属于个人工程项目，施工使用的要求与标准较低，尽量选取工序简明，施工技术相对成熟的加固方案，同时该项目底层主要用作饭堂，所以对加固施工空间没有特别限制，工程的加固工期较为充裕。综上所述，由于不需要特别提高框架柱的结构承载力，因此采用截面加大法足就能够符合框架柱承载要求，同时工程耐久性也能达到预计要求，主要是挖凿已发生破损的框架柱，并用C30级的混凝土进行浇筑，在浇筑过程中要保证混凝土密实，同梁、柱子节点相交处，框架柱箍筋应当穿过梁后并挤入结构胶保证密封性，同时角柱与边柱应当超过屋面0.1m，将钢筋锚固入梁内。3.2梯梁加固设计通过检测笔者发现梯梁的箍筋发生明显的锈胀，同时受力钢筋的腐蚀现象比较严重，极大降低了抗剪与抗弯能力，需要对梁抗剪、抗弯承载情况进行补强加固，该楼梯通道容易涉水，发生酸性腐蚀的概率较大，因此需要侧重提高耐久度方面的设计，笔者结合实际的'施工因素，主要采用碳纤维粘贴法，经计算碳纤维布厚度应当大于0.16mm，弹性模量应当高于2.2X105MPa，伸长率大于1.5%,主要施工次序：施工人员应当清除梯梁面的锈胀、腐蚀、松动的混凝土，刮除钢筋表面的锈渣，直至出现未锈蚀的面层。施工人员在转角处采取倒角处理措施，并将其磨带有圆弧状，且弧半径大于2cm，并在混凝土表层涂抹底层树脂要求在树脂接触面保持干燥，对混凝土出现凹陷的表层用混凝土平整填补，消除梯梁的带棱角部位，保持找平表层干燥，及时涂刷树脂，采用滚筒法根据设计要求来裁剪碳纤维布并连续多次滚压，来排出气泡，确保树脂能够完全浸没的碳纤维布，在滚压过程中严禁损坏碳纤维布，来保证加固材料的强度。结束语：综上所述，本工程在原始设计中其主体结构、建筑材料等基本符合建筑结构的实用性、安全性以及耐久性的标准，该宿舍楼在使用过程中，因管理、使用、后期维护不合理，从而造成建筑的受力构件出现锈蚀，影响宿舍楼的实际使用，通过上述的宿舍楼加固设计方案，满足了业主的使用要求，达到了预期的加固设计效果。参考文献：[1]兰丽,李娜,钟春玲等.某砌体结构宿舍楼工程抗震加固效果综合分析[J].吉林建筑大学学报,2013,30(3):27-30.[2]高磊,李守恒.钢板组合构造柱及嵌筋法在宿舍楼抗震加固中的应用[J].工程抗震与加固改造,2012,34(2):96-101.[3]邵力群,吴大友,向小华等.某职业学校砖混宿舍楼抗震加固设计[J].工业建筑,2011,41(2):118-122.