北巷小学抗震加固、补强加强方案.doc

北巷小学校舍加固方案

一、北巷小学校舍概况
北巷小学北教学为三层砖混（预制板）结构建筑物，建于1986年，建筑面积为1815.42m2。东教学楼为二层砖混（预制板）结构建筑物，建于1984年，长60.7m，宽6.9m，建筑面积约为722.33m2。南教学楼为三层砖混（预制板）结构建筑物，建于1984年，长51.6m，宽6.8m，建筑面积约为913.32m2。西教学楼为三层砖混（预制板）结构建筑物，建于1996年，长16.5m，宽8.7m，建筑面积为388.58m2。厕所为一层砖混（预制板）结构建筑物，建于1984年，建筑面积为184m2。基础采用片石砌筑，上部主体结构墙体采用烧结普通砖砌筑，屋面为预应力混凝土空心板。
校安工程启动以来，受区教育局委托，经市建筑工程质量检测站对该校实地检测鉴定，该校房屋大多为条形基础、砖混结构、混凝土空心板楼盖。现存在①地基基础大多不均匀沉降②构造柱、圈梁的数量和尺寸均不符合现行要求。③楼盖空心预制板整体性差、不符合现行抗震要求。④部分墙体开裂。⑤外墙砖砌体破损砂浆粉化严重。⑥门窗变形受损。⑦屋顶漏雨，主体结构墙体潮湿等问题。
依据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50290-1999，《危险房屋鉴定》JGJ125-99，《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，经鉴定为Csu级。建议对该校整体进行抗震加固处理，部分进行加固补强处理。
本方案为该校教学楼建筑结构抗震加固方案。
二、校舍抗震加固、补强加固的依据设计依据与规范
太原市建筑质量监测站《太原市万柏林区建筑北巷小学建筑物可靠性鉴定报告》
（1）《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）（2006版）
（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
（3）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）（2008版）
（4）砌体结构设计规范（GB50003－2001）
（5）《建筑抗震设防分类标准》（GB50023－2008）
（6）《全国民用建筑工程设计技术措施.结构》（2003）。
（8）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068－2001）
（9）《危险房鉴定标准》JGJ125-99
（10）《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50290-1999
（11）《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-98
三、抗震加固的基本原则
现有建筑，按国家鉴定标准进行抗震鉴定当不符合鉴定要求，则需进行抗震加固
1、抗震加固设计总的要求
（1）根据抗震鉴定结果确定加固方案，包括整体房屋加固,区段加固或构件加固，并宜结合维修改造，改善其使用功能;
（2）加固方案应便于施工，并注意减少对生产，生活的影响。
（3）加固后，建筑物抗震措施基本满足9度设防的构造要求。
（4）有关非抗震问题一并考虑。
2、对抗震加固时的结构布置与连接构造的要求
（1）加固的总体布局，应优先采用增强结构整体性能的方案，应有利于消除不利因素，（如结合建筑物的维修改造，将不利于抗震的建筑平面形状分割成规则单元）。
（2）改善构件的受力状况。抗震加固时，应注意防止结构的脆性破坏，避免结构的局部加强使结构承载力和刚度发生突然变化。框架结构经加固后宜尽量消除强梁弱柱不利于抗震的受力状态。
（3）加固或新增构件的布置，宜使加固后结构质量和刚度布较均匀，对称，减少扭转效应，应避免局部的加强，导致结构刚度或强度突变。
（4）减少场地效应。加固方案宜考虑建筑场地情况和现有建筑的类型，尽可能选择地震反应较小的结构体系，避免加固后地震作用的增大超过结构抗震能力的提高。
（5）加固方案中宜减少地基基础的加固工程量，因为地基处理耗费巨大，且比较困难。多采取提高上部结构整体性措施等抵抗不均匀沉降能力的措施。
（6）加强抗震薄弱部位的抗震构造措施。如房屋的局部凸出部分易产生附加地震效应，成为易损部位。又如不同类型结构相接处，由于两种结构地震反应的不协调、互相作用，其连接部位震害较大。在抗震加固这些部位时，应使其承载力或变形能力比一般部位增强。
（7）新增构件与原有构件之间应有可靠连接。并提出具体要求，其他构件也应相应采取措施进行处理。
（8）新增的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础。因为这些构件，既是传递竖向荷载，而且是直接抵抗水平地震作用的主要构件，应该自上而下连续设置并落在基础上，不允许直接承载在楼层梁板上。对于基础的埋深与宽度，新建墙、柱的基础应根据计算确定。
四、建筑抗震加固、补强加固的的处理思路
对该校教学楼经PKPM砌体结构计算，各建筑结构各层内纵墙均不满足抗震要求，抗震能力指数小于1，外墙局部抗震能力指数小于1，结构抗震措施不满足现行抗震规范要求。
因此对校舍应进行结构的整体性加固（增设构造柱，圈梁，墙体加固、楼盖及大梁加固），达到提高结构抗震承载力和变形性能（延性）的目的。结构及构件加固的设计标准，与新建工程有一定区别，其结构使用年限应与整个被加固结构
五、各部分加固方案，设计及施工要求
（一）地基基础加固
采用沉降部位原基础室外单面加宽截面并采用钢筋混凝土套加固。条形基础沉降部位按1.5m-2.0m划分多个单独区段分批分段，间隔开挖。原基础凿毛，并设置锚固钢筋，墙脚或圈梁钻孔植筋，并与基础截面加固筋焊接。
（二）柱加固
对于无筋独立砖柱，采用外包角钢加固。角钢应通长设置，下端锚至基础锚固墩，中间穿过各楼层，上端伸至加固层上层楼板表面或屋面板表面，基础部分设≥200mm厚的混凝土锚固墩，为4L75×5。角钢以缀板焊接连接，缀板规格为-60×5 @300。角钢与砖柱贴合面应以乳胶水泥粘结。角钢及缀板外露表面应进行防腐处理。
包钢加固主要工艺：
1、所加固柱构件的抹灰层均应铲除，且加固前应凿去构件结合面风化酥松、严重油污层，用钢丝刷刷毛清水冲洗干净，然后采用水泥砂浆将凹缺不平处刮补平整。在此基础上用砂轮将结合面打磨平整，柱角部磨出小圆角，用压缩空气吹净。
2、在处理好的构件角部抹结构胶，厚约5mm，立即将角钢粘贴上，并用夹具夹紧角钢，夹具间距不宜大于500mm，然后将钢箍与角钢焊接，必须分段交错施焊，整个焊接应在胶浆初凝前完成。扁钢箍与构件表面间孔隙，应用水泥砂浆填塞密实。
3、外包角钢加固或外露螺栓等锚固件，应抹(或喷)1:2水泥砂浆保护层(最薄处25mm)。
（三）墙体加固
1、本次加固采用钢筋网砂浆面层对墙体进行双面加固。钢筋网砂浆面层加固墙体每侧厚度为35mm。水泥砂浆强度等级为M15，钢筋网采用细密点焊钢筋网，规格为φ4@120×120。
2、钢筋网与墙体的固定方法：双面加固时采用S形φ6钢筋以钻孔穿墙对拉，间距为900mm，呈梅花状布置。
3、竖向钢筋应连续贯通穿过楼板，可采用集中配筋方式穿过，钢筋规格为Φ12@500，上下搭接各600mm，端部焊接φ6横筋两道，以便与钢筋网扎结。
4、钢筋网砂浆面层应深入地下，埋深为600mm，地下部分厚度扩大为150～200mm
5、施工要点
（1）铲除原墙抹灰层，将灰缝剔除至深5～10mm，用钢丝刷刷净残灰，吹净表面灰粉，洒水湿润，喷素水泥浆一道。对于非粘土砖墙尚宜涂刷胶质界面结合剂一道。
（2）墙体存在裂缝时，应先对裂缝进行压力灌浆处理。
（3）钢筋网在墙面上应固定平整牢固，与墙面净距大于10mm，网外保护层厚度为15mm。墙体或楼板钻孔时不得伤及原有钢筋，贯通墙体或楼板的钢筋插入孔洞后，应采用水泥砂浆填实；当孔洞较大时采用细石混凝土填实。
（4）门窗洞口处，若门窗樘离墙面缝隙过小，U型筋无法穿过封头，可在门窗樘上钻孔，抹面可到门窗樘面。
（5）砂浆面层宜采用喷射法施工，由于面层较薄，机具设备应尽量小型化。砂浆用砂应为中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5%～7%。砂浆配比应准确，拌合应均匀，纤维分散性应好（不起团）。喷射时，喷头与受喷面应垂直，砂浆面应平整，无干斑或滑移流淌，待砂浆收水时，应立即进行抹平压光，并注意养护。
（6）面层砂浆也可采用手工抹制，分三层抹水泥砂浆至设计厚度，第一层厚度为10mm，要求将钢筋网与墙体之间的空隙抹实，初凝后抹第二层，要求将钢筋网全部罩住，初凝后再抹第三层至设计厚度。
（四）.楼板加固
1、为加强预制板的抗弯承载力及其相互之间的整体连接，本次采用粘钢和增加型钢支座的方法进行加固
2、结构胶的性能、加固构造措施及施工要点，应满足现行《混凝土结构加固技术规范》CECS 25：90要求。
3、钢板布置应与板的受力情况相适应，一般是根据现浇板受力大小调节扁钢间距，扁钢规格基本固定不变；预制板因间距固定，一般骑缝布置在边肋部，主要变更调节钢板宽度，每块板至少粘贴一块钢板。
3、对现浇楼板粘钢加固原则上应双面双向加固，但为使构造简单，当板长宽比＞2时，可考虑一定的塑性内力重分布，仅按单向双面加固。
4、支座部位负弯矩区加固，当被砖墙阻断时，一般可直接沿板面在砖墙中凿洞穿过扁钢，扁钢外伸长度应≥L/4，L为板跨度，扁钢尽端应设锚栓进行附加加固。跨中正弯矩区加固，直接粘钢板条即可。但两端应设锚栓进行附加锚固。
5、预制楼板粘钢加固，除叠合楼板外，预制混凝土楼板在受力上属于简支板，一般只需在板底单面进行粘钢加固。为使粘钢受力简单明确，扁钢一般可布置在主肋部位，即两块扁钢合二为一，骑缝粘贴。
6、为加强预制楼板相互整体连接性，采用在板底贴墙锚固角钢作为支座，增加其支座长度，并将角钢同楼板锚固
7、粘钢加固主要施工工艺
（1）、铲除构件表面粉刷层，露出混凝土粘合面。
（2）、对混凝土粘合面进行打磨直至露出坚硬的混凝土新面，打磨后表面粉尘应清理干净。
（3）、钢板粘接面，须进行除锈和粗糙处理钢板打磨，直至出现金属光泽。打磨纹路应与钢板受力方向垂直，打磨后表面粉尘应清理干净.
（4）、粘贴用钢板的焊接连接应在粘贴前进行，粘贴以后不得对构件的粘贴部位进行任何焊接连接，以免破坏粘液强度。
（5）、（5）、将粘结剂同时涂抹在表面已处理好的混凝土构件及钢板表面，涂胶应均匀，粘贴须紧密。
（6）、钢板粘贴好后应立即用夹具夹紧，或用支撑固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。固化时不得有任何松动。
（7）、钢板实际粘贴尺寸不应少于设计量，正常情况下其位置偏差不得大于2cm；总有效粘贴面积不应低于95%。
（8）、粘贴钢板完工后，应抹(或喷)1:2水泥砂浆保护层(最薄处20mm)，
（五）梁加固
对楼、屋盖简支混凝土梁正截面粘钢加固，简支梁正截面粘钢加固，受力钢板粘贴于梁底受拉面，通长，钢板两端除满足锚固长度计算要求外，尚宜辅助锚栓2d12进行附加锚箍。梁粘钢施工工艺同板粘钢加固。粘贴钢板完工后，应抹(或喷)1:2水泥砂浆保护层(最薄处20mm)，见保护层详图。
（六）结构整体性加固
结构整体性加固采用的方法为新增钢筋混凝土构造柱及圈梁（或钢拉杆）的加固方法。
1.新增构造柱的设置部位及相关规定

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内；孔洞尺寸宜采用120mm×120mm，拉结钢筋的锚固长度不应小于其直径的15倍，并用混凝土填实。
（2）销键截面宜为≥240mm×180mm,入墙深度可为180mm，销键应配置4∅8钢筋和3∅6箍筋，销键与外加柱必须同时浇灌。
4.新增圈梁（钢拉杆）的设置部位及相关规定
(1)、圈梁现浇，其混凝土强度等级采用C25，纵筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级。 圈梁截面高度均采用240mm，宽度均采用180mm。 圈梁的纵向钢筋采用4Φ12；箍筋采用∅6，其间距为200mm；外加构造柱和钢拉杆锚固点两侧各500mm范围内的箍筋加密，其间距为100mm。
(2)、圈梁的连接 增设的圈梁应与墙体可靠连接；钢筋混凝土圈梁可采用混凝土销键、螺栓、锚筋或锚栓连接。销键、螺栓、锚筋和锚栓应符合下列要求：
a销键的高度宜与圈梁相同，其宽度和锚入墙内的深度均不应小于 180mm；销健的主筋可采用4∅8，箍筋可采用∅6；销键宜设在窗口两 侧,其水平间距可为1～2m；
b螺栓和锚筋不应小于 12， 间距为1～1.2m；锚入圈梁内的垫板尺寸为60mm×60mm×6mm.
5、代替内墙圈梁的钢拉杆应符合下列要求：
(1)当每开间均有横墙时，应至少隔开间采用2根12的钢拉杆，当多开间有横墙时，在横墙两侧的钢拉杆直径不应小于 14mm；
(2)沿内纵墙端部布置的钢拉杆长度不得小于两开间；沿横墙布置的钢拉杆两端应锚入外加构造柱、圈梁，或与原墙体锚固，但不得直接锚固在外廊柱头上。
(3)当钢拉杆在增设圈梁内锚固时，可采用弯钩或加焊80mm×80mm×8mm的垫板埋入圈梁内；弯钩的长度不应小于拉杆直径的35倍；垫板与墙面的间隙不应小于50mm；
(4)钢拉杆在原墙体锚固时，应采用钢垫板，拉杆端部应加焊相应的螺栓，钢拉杆方形钢垫板的尺寸应符合有关规范
6、槽钢圈梁沿其长度方向每隔900mm与墙体进行拉结，拉结采用直径12的螺栓对穿锚固
7、圈梁和钢拉杆的施工要点
（1）增设圈梁处的墙面有酥碱、油污或饰面层时，应清除干净；圈梁与墙体连接的孔洞应用水冲洗干净； 混凝土浇筑前，应浇水润湿墙面和木模板；锚筋和锚栓应可靠锚固。
（2）圈梁的混凝土宜连续浇筑，不应在距钢拉杆（或横墙）1m范围内留施工缝，圈梁顶面应做泛水，其底面应做滴水槽；
（3）钢拉杆应张紧，不得弯曲和下垂；外露铁件应涂刷防锈
具体处理方案见下施工图纸。

六、其它事宜
1、加固的效果主要取决于施工质量，应由具备相应资质的专业化施工队伍进行，以确保施工质量。
2、施工中如发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷或质量问题时，应暂停施工，在会同设计单位采取有效措施处理后，方可继续施工，施工单位不可自行处理，为防止出现不安全因素，施工前应采取可靠的安全措施。
3、加固前应做好施工方案，采取有效措施，保证施工质量和施工安全。
4、施工过程中如遇特殊情况请及时与设计人员联系，以便及时采取措施。
5、加固用各类材料均应相关质检报告，且必须符合国家有关规范之规定。
6、钢材焊接时必须注意热量对结构胶的不利影响。
7、图中新增柱与圈梁钢筋保护层厚度均为25mm。
8、加固过程中施工方应对建筑物进行严密的沉降观测监控，如有异常情况出现，及时与勘察及设计方联系。
9、加固过程中，结构、水、暖、电等相关专业应及时沟通，密切配合。
10、本设计未考虑冬雨季施工影响。
11、凡本图未说明之处均按国家现行施工与验收规范严格执行。