王静
武汉房建生活段,湖北 武汉 430000
摘要:大量的砌体结构建筑仍会在我国存在相当长的一段时间,未来砌体结构建筑的加固与维护改造将成为提升砌体结构建筑抗震性能的主要方式。基于此,文章对砌体结构建筑加固与维护技术方法应用进行剖析,对推动我国“两不愁、三保障”总体目标中住房安全有保障目标的实现具有重要意义。
关键词:砌体结构 房屋加固
引言
砌体建筑结构不同于钢筋混凝土结构,其主体结构是由分散的砌块黏结砌筑形成,块体和砂浆砌筑而成的墙或柱作为承重结构,为加强砌体结构的整体性,提高延性和抗倒塌能力,需采用构造柱、圈梁及其他拉结等构造措施,但其砌体结构体系本身的抗拉、抗弯、抗剪强度低,抵御水平荷载的能力薄弱,使其遭受地震时破坏较重,抗震性能很差,往往在地震水平力作用下会发生没有征兆的脆性破坏。砌体房屋结构的拆除工作不可能一蹴而就,相当长的一段时期内,我国仍会有大量砌体结构建筑存在。未来砌体建筑的加固与维护改造将成为提升其抗震性能的主要方式。
1我国砌体结构房屋建筑存量巨大
砌体结构房屋建筑是我国发展最早、建设量最大的建筑结构类型,在我国既有房屋建筑中存量巨大。据有关资料不完全统计,自 20 世纪 80 年代后期以来,我国主要大中城市中砌体结构房屋住宅面积约为 70 亿~ 80 亿 m3,部分城市的砌体结构房屋住宅面积在总体居住房屋面积中的占比最高可达70%。
2砌体加固与维护技术方法分析
2.1加固与维护的原则及方法
砌体结构加固与维护之前首先要进行结构可靠性鉴定,明确加固或维护的目标安全等级。加固与维护改造处理必须达到两个目的:一是提高结构极限承载能力,二是恢复结构刚度。目前采用的砌体结构加固与维护形式如下:(1)直接加固法,此类方法不改变原结构承重体系和平面布置,如钢筋混凝土外加层加固、钢筋网水泥砂浆外加层加固、高延性混凝土加固、外包型钢加固、黏结纤维复合加固等。(2)改变荷载传递加固法,是指改变结构布置及荷载传递途径的加固方法,如增设砌体扶壁承重墙柱、加设基础等。(3)外套结构加固法,是在原结构外增设混凝土结构或钢结构,使原结构的部分荷载及外套加层结构的荷载通过外套结构传至地基的方法。砌体结构加固方法的选择要尽量保留有利用价值的构件,避免不必要的拆除或更换,充分考虑原结构的传力系统,结合面的构造处理及施工确保新旧构件可靠连接,保证新旧结构的协同工作,选择适宜的方法进行加固维护设计[1] 。
2.2加固与维护技术方法分析
(1)钢筋混凝土面层加固法与钢筋网(聚合物)水泥砂浆外加层加固法。钢筋混凝土面层加固法与钢筋网(聚合物)水泥砂浆外加层加固法是在去除砌体结构的抹灰面层之后,通过铺设钢筋(丝)网复合混凝土(砂浆)增强砌体结构整体性、提高抗剪切承载力的加固与维护方法,此种方法可用于寻常的砌体结构维护与加固。钢筋(钢丝网)铺设与钢丝网一般沿墙体两侧(通长)加固作业,对房屋外立面及内部用户会造成较大影响,同时会显著增加墙体截面厚度,并不适用于我国大面积的砌体结构抗震加固工作。在实际工程应用中,为便于施工操作,减少对房屋外立面及内部使用的影响,常在建筑外墙体采用局部外加钢筋网水泥砂浆面层的方法进行,降低新增钢筋网(聚合物)水泥砂浆面层竖向荷载,墙角处及楼层处的钢筋网片附加可靠连接,在“T”形节点处局部区域形成暗柱区,以提高抗震性能[2]。
2.3高延性混凝土复合加固法
高延性混凝土是一种复合加工的纤维增强复合材料,具有高黏结性、高延性、高耐损伤能力,变形能力可达普通混凝土的 200 倍,也被称为“可弯曲混凝土”。使用高延性混凝土进行砌体结构表面加固维护不必使用钢筋或钢丝网格,直接将高延性混凝土抹压在抹灰清除处理后的砌体结构材混凝料表面即可。
高延性混凝土材料具有高黏结、高延性、高韧性的特点,能够弥补砌体结构固有的缺陷,是近年开始应用的一种砌体结构加固维护方式。试验结果显示,单面抹压10~20mm厚高延性土的砌体结构具有良好的耗能能力及结构整体性,可抵抗9度(罕遇地震)以上地震。单面抹压房屋建筑外墙表面施工对房屋内生活、办公等干扰小,不必使用钢筋或钢丝网,操作灵活,可大范围应用于接近设计基准期、不满足现行抗震要求的砌体结构房屋加固与维护工程[3]。
2.4粘贴纤维复合材料加固法
粘贴纤维包括芳纶纤维、玻璃纤维和碳纤维等,其中,碳纤维耐腐蚀性、耐磨性、热稳定性好,密度小、强度高、绝缘、电磁屏蔽性好,目前应用最为广泛。碳纤维的主要形式为片材(包括布状和板状)。应用粘贴纤维复合材料加固法施工前首先要注意清理加固维护面的障碍物,尤其要清除已经粉化的砖砌体材料,确保砌体加固维护面能通过胶黏剂与碳纤维可靠黏结。粘贴纤维复合材料加固法最适合应用于砌体构件受拉、受剪区,应用较为灵活[4] 。
3全面推进加固工程相关保障措施的建议
3.1建筑用材合理性
(1)新建多层石结构房屋不得采用石柱、石梁、石楼板作为承重构件,应设置地圈梁、构造柱、圈梁使房屋形成一个整体,宜采用现浇或者装配式钢筋混凝土楼板、屋盖板。(2)跨度大于4.2m的梁和跨度大于6m的屋架,其支承位置的砌体应设置钢筋混凝土或混凝土垫块并与圈梁浇成整体。(3)各种料石的高度、宽度均不宜小于20cm,长度不宜超过厚度4倍。(4)砌筑用砂浆不应采用黄土砂浆,宜采用水泥砂浆。
3.2 建筑构造规范要求
(1)非空旷的单层砌体房屋有垫片砌筑时层高不应超过 4m,当采用无垫片铺浆砌筑时层高不应超过 5m;多层砌体房屋的层高不应超过 3m。砌体结构房屋墙体不应小于 220mm。墙体采用细料、半细料石砌筑时,房屋的高度不应超过 13m,层数不应超过4层;墙体采用粗料石、毛料石砌筑时,房屋的高度不应超过10m,层数不应超过3层;对于乙类设防、采用干砌甩浆法砌筑或者横墙较少的石砌体,房屋高度应根据墙体类别不同相应降低3m,层数应减少一层。多层石砌体房屋的最大高宽比不应大于2.5。(2)应采用横墙承重或纵墙共同承重的结构体系;抗震墙在平面内宜闭合、均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,且纵横墙抗震墙体数量不宜相差过大。多层石砌体结构房屋的抗震横墙最大间距:现浇或装配整体式钢筋混凝土楼板、屋盖最大间距为 10m,装配式钢筋混凝土楼板、屋盖最大间距为 7m,木楼板、屋盖最大间距为 4m。抗震横墙洞口的水平截面面积应不大于全截面面积的1/3。
3.3加固方法及配合使用的技术
当砌体结构的构件承载力不能满足要求时,应对其进行加固。加固有直接加固法和间接加固法两种,在设计时宜根据对应的建筑结构特点,结合实际的设计需求进一步还原建筑风貌,选择适宜实际条件的加固方式[5] 。
结束语
砌体结构加固与维护技术的发展和应用将延缓我国大量砌体结构房屋拆迁重建周期,提升人们居住的安全性与舒适度。文章对我国现存砌体结构特点及部分现行的加固与维护技术应用进行了分析,旨在推进实践创新,为中国特色社会主义民生建设做出贡献。我们相信,通过房屋设施加固工程的实施,可以有效地解决低收入家庭的住房安全问题,体现社会公平、公正 ;可以提升和完善城市功能,改善城区落后面貌 ;可以优化配置土地资源,促进土地合理利用。
参考文献:
[1]吴立志,战美秋,曹云涛.砌体结构房屋加固与维护工程的方法分析[J].工程技术研究,2021,6(04):40-42.
[2]高旭,张宜健,李智超.某多层砌体结构加固改造设计研究[J].建筑与预算,2021(01):41-43.
[3] 邓明科, 杨铄, 梁兴文. 高延性混凝土加固无筋砖砌体墙抗震性能试验研究[J].土木工程学报,2018,51(6):43-53.