工程概況:某學校教學大樓為7層鋼筋混凝土框架式結構,外走廊,建筑面積約為4000㎡,1996年投入使用,1999年發現外走廊1~7層②~⑩軸懸臂梁根部出現了大量豎向裂縫,80%的裂縫寬度在0.2mm以上,由上至下延伸長度超過梁高度的60%,50%以上的裂縫是慣穿性的,懸臂梁截面尺寸絕大部分比設計尺寸小,混凝土強度離散性過大,達不到設計強度,依據建設部《危險房屋鑒定標準》(GJ13—86)第2.3條、第2.4條規定,綜合判定該樓懸臂梁部分為危險構件,應停止使用,亟待加固。
加固方案討論:混凝土懸臂梁原設計強度為C20,端部截面為200mm×250mm,根部為350mm×250mm,主拉筋為3φ22,按此條件復核,設計是安全的,出現破壞的原因主要在于:(1)截面尺寸不足,實際施工時端部約為170mm×240mm,根部為320mm×240mm,達不到設計尺寸要求。(2)混凝土強度不足,懸臂梁混凝土強度實測值只達到C15,低于設計值C20。(3)鋼筋位置不準確,主拉筋位置普遍偏低40~60mm,大大削弱了截面有效高度。在這種情況下,運用在受拉邊外粘鋼板加固以及其他傳統加固方法都不太合適,運用粘型鋼擴大截面加固法可以很好地解決這些問題,并能達到良好的加固效果。這種方法的原理就是在懸臂梁的受壓邊粘型鋼,通過增加梁的高度和受壓邊的強度,來提高梁的抗彎能力。它的優點在于:型鋼梁與原梁連接簡單,界面粘錨后整體性強,施工簡便;懸臂梁增加截面高度以后,原配筋量已滿足受拉區要求,不需要加固受拉區;加固后的懸臂梁受壓區為型鋼,完全滿足受壓要求;加固對原結構基本無損傷。
結論:(1) 粘結型鋼后,懸臂梁的承載力、抗變形能力都有了顯著的提高。
(2) 型鋼與被加固梁組成的疊合結構,能夠有效地聯合成整體,共同變形、共同受力。
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