立柱置换加固方案.docx

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立柱置换加固方案

CompanyDocumentnumber：

WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

立柱置换加固方案

工程结构加固方案

工程名称：

锦龙大厦墙柱加固工程

工程地址：

梅州市大埔县

方案编号：

广州市基固建筑技术开发有限公司

二○一四年七月二十八日

锦龙大厦墙柱加固方案

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锦龙大厦墙柱加固方案

一、工程概况

本工程位于梅州市大埔县，是一栋18层的框架-剪力墙结构，由大埔县华鼎新维建筑设计院设计。

目前已完成第15层楼板浇筑，在拆模板时候发现13层的4*M、4*J、5*K、6*E、7*J墙柱存在较大范围混凝土质量较差，混凝土的粗骨料可用手剥落，需进行加固处理。

二、加固原则

对该5条墙柱进行加固，由于混凝土基本丧失了强度，其他加固方法已不能解决问题，只能采用置换的方法重新浇注混凝土。

三、加固方案

（一）、加固范围

根据施工单位采用外观检查、敲击等方法检查，目前发现13层的4*M、4*J、5*K、6*E、7*J墙柱需进行加固处理。

（二）、柱内力验算

由于目前已完成15层楼的浇筑并未砌筑了墙体，在计算柱轴力时只考虑结构构件的自重，不考虑楼面活荷载、风荷载及地震荷载。

计算得到的需加固柱的轴力如下：

表一、需加固柱柱底轴力情况（标准值）

柱轴线位置

柱编号

截面尺寸（mm）

柱底轴力（KN）

4*M

/

200

674

4*J

/

200

1102

5*K

KZ15

400*400

490

6*E

KZ10

400*500

687

7*J

/

200

861

（三）、柱加固方法

1、在需加固柱四边的框架梁梁底用钢管架进行支撑，支护水平范围为水平板跨，垂直范围为本层分别向上及向下延伸一层。

2、在13层梁端距柱边300mm处设置千斤顶，每个梁端采用两个（或一个）50吨千斤顶，千斤顶通过10mm厚钢板顶住梁底。

每个千斤顶放置在一个由2个[20槽钢组成的格构式钢结构支架上。

钢结构支架与需加固柱之间应保证300mm的空隙，以便后续施工。

3、将千斤顶加载至预定荷载，在加载过程中各个千斤顶应基本保持同步。

在千斤顶加载过程中，应不断调整脚手架支撑，以顶紧框架梁。

4、用人工或冲击钻、风炮等机械将混凝土质量较差的混凝土全部凿除，保留柱纵向钢筋。

用清水把混凝土凿除部分的粉尘清洗干净，在混凝土交接面涂刷素水泥浆一道。

5、凿除柱混凝土后，在千斤顶两侧的钢结构支架顶面与梁底钢板之间塞入2条[20短槽钢，并与上下钢板焊接，以支撑梁底。

焊接完毕后，可逐步降低千斤顶荷载，将荷载转移到钢结构支架及脚手架上，在此过程中必须密切注意钢结构支架及脚手架的情况，若发生钢结构支架及脚手架承载力不足的情况应立即停止千斤顶卸载并加强钢结构支撑及脚手架。

千斤顶卸载完毕后，即可转移到其他柱进行加固处理。

6、恢复在凿除混凝土过程中拆除的箍筋，设立模板；

7、浇注比原柱混凝土强度高一个等级C35的环氧微膨胀混凝土；

8、对混凝土加强养护；

9、待混凝土强度达到C30时，即可拆除梁底的钢结构支撑及脚手架，转移到其他柱进行加固施工。

10、同时施工的两条柱应尽量远离。

位置相邻的两条柱不能同时施工，应在一条柱拆除梁底脚手架支撑后再开始施工另一条柱。

（四）、13层梁端支撑荷载验算

为了确定在梁端设置千斤顶及钢结构支架的荷载，因此在结构验算时，将需加固的柱删除，在距柱四周净距300mm位置的梁底设柱进行计算，新增柱的轴向力即为千斤顶及钢结构支架的荷载。

根据该荷载，可确定各梁端千斤顶数量以及最终加载量的大小如下表：

表二、梁端支撑荷载及千斤顶选择

柱位置

截面尺寸

千斤顶荷载、各梁端千斤顶数量（类型）、单个千斤顶加载量

1#千斤顶

2#千斤顶

3#千斤顶

4#千斤顶

5#千斤顶

6#千斤顶

4*M

200

130KN、1个（50T）

135KN、1个（50T）

125KN、1个（50T）

125KN、1个（50T）

160KN、1个（50T）

4*J

200

176KN、1个（50T）

156KN、1个（50T）

156KN、1个（50T）

160KN、1个（50T）

177KN、1个（50T）

180KN、1个（50T）

5*K

400*400

150KN、1个（50T）

166KN、1个（50T）

150KN、1个（50T）

6*E

400*500

175KN、1个（50T）

160KN、1个（50T）

166KN、1个（50T）

150KN、1个（50T）

7*J

200

140KN、1个（50T）

150KN、1个（50T）

105KN、1个（50T）

145KN、1个（50T）

102KN、1个（50T）

155KN、1个（50T）

以上千斤顶规格、数量及加载量可根据施工顺序及现有设备情况调整，所有千斤顶应选用手动千斤顶。

（五）、梁端抗剪承载力验算

由于千斤顶进行顶升时候，千斤顶力通过与千斤顶连接的梁传递至墙柱，进行对14、15层进行顶升操作，因此需验算与千斤顶连接的框架梁梁端抗剪承载力。

各层与加固柱相连的框架梁截面、配箍及梁端抗剪承载力如下表所示：

表三、各层梁端剪力

柱位置

截面尺寸

与千斤顶连接的梁截面、配箍及抗剪承载力（KN）、

与千斤顶连接的梁端剪力（KN）

1#千斤顶

2#千斤顶

3#千斤顶

4#千斤顶

5#千斤顶

6#千斤顶

4*M

200

200×500，2φ8@100

266KN、

130KN

200×500，2φ8@100

266KN、

135KN

400×550，4φ8@100

590KN、

135KN

400×550，4φ8@100

590KN、

125KN

200×500，2φ8@100

266KN、

160KN

/

4*J

200

200×500，2φ8@100

266KN、

176KN

200×500，2φ8@100

266KN、

156KN

400×550，4φ8@100

590KN、

156KN

200×500，2φ8@100

266KN、

160KN

200×500，2φ8@100

266KN、

177KN

200×500，2φ8@100

266KN、

180KN

5*K

400*400

200×500，2φ8@100

266KN、

150KN

200×500，2φ8@100

266KN、

166KN

200×500，2φ8@100

266KN、

150KN

6*E

400*500

200×500，2φ8@100

266KN、175KN

200×500，2φ8@100

266KN、160KN

200×500，2φ8@100

266KN、166KN

200×500，2φ8@100

266KN、150KN

7*J

200

150×400，2φ6@200

96KN、75KN

200×500，2φ8@100

266KN、150KN

400×550，4φ8@100

590KN、

70KN

200×500，2φ8@100

266KN、145KN

400×550，4φ8@100

590KN、

102KN

200×500，2φ8@100

266KN、155KN

由表三可知，在加固过程中梁端抗剪承载力可满足要求。

（六）、千斤顶的钢结构支架设计

1、支架计算高度

七、层高3.0m，框架梁高度为0.5m。

取梁高最低处计算（即取支架最高处）。

以下以50T千斤顶为例计算：

千斤顶高度为350mm，再加梁底10mm厚的钢板，则为360mm高。

所以支架净高为：

3000-500-360＝2140mm

2、支架验算

支架采用2[20的槽钢组成格构式钢柱，按照最大加载180KN计算。

（1）、对实轴进行验算

对实轴惯性矩：

I＝2×Ix＝2×1910＝3820cm4；

钢支架两端视为铰接，则计算长度Lx=Ly=2.14m；

回转半径

长细比λx=Lx/ix=214/=28

b类截面，Q235钢，查表知：

稳定系数φ＝

N/φ/A＝153000/=＜f=215Mpa

（2）、对虚轴进行验算

支架垂直于虚轴方向边长取为350mm，即槽钢肢间距为350-2Z0＝311mm。

对虚轴惯性矩：

I＝2×Iy＝2×144+2××＝16168cm4；

钢支架两端视为铰接，则计算长度Lx=Ly=2.14m；

回转半径

长细比λy=Ly/iy=214/=

取缀板净间距为500mm，则分肢长细比为λ1==50/=

则换算长细比为：

b类截面，Q235钢，查表知：

稳定系数φ＝

N/φ/A＝180000/=＜f=215Mpa

（3）、缀板设计

缀板间净间距为500mm；缀板宽度用肢间距的2/3，即311×2/3＝207mm，取200mm；厚度用肢间距的1/40，即311/40＝7.77mm，取8mm。

因此缀板轴线间的距离为500+200＝700mm；

柱分肢线刚度为I1/L=144/70=;

两块缀板线刚度之和为2××203/12/31.1=;

比值=＞6，可见缀板刚度足够。

作用于柱身的剪力为

作用于一侧缀板系的剪力Vb=V/2=

缀板与柱肢连接处的内力为：

剪力

弯矩

缀板与柱肢连接用角焊缝hf=6mm，焊缝两端用围焊，计算长度偏安全用焊缝长度为20cm。

在剪力与弯矩共同作用下角焊缝的应力为：

=＜160MPa

所以缀板尺寸与连接均符合设计要求。

附图：

1、剪力墙挑梁布置图（JG-01）

2、剪力墙挑梁布置图（JG-02）

3、墙柱边千斤顶布置图（JG-03）

4、挑梁大样图（JG-04）

5、钢结构支架图（JG-05）