砖墙钢筋网水泥砂浆加固
摘要:论述了砖墙钢筋网水泥砂浆加固方法及适用范围,利用计算公式和构造措施对砖墙钢筋网水泥砂浆加固作了详细叙述。
关键词:砖墙钢筋网水泥砂浆加固适用范围方法计算构造措施工程实例
一、加固方法及适用范围
钢筋网水泥浆法加固砖墙,是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后,然后喷射砂浆或细石混凝土的加固方法,通常对墙体作双面加固,能较大幅度地提高墙体的承载力、抗侧刚度以及墙体延性。
目前钢筋网水泥浆法常用于下列情况的加固:(1)因施工质量差,而使砖墙承载力普遍达不到设计要求。
(2)窗间墙等局部墙体达不到设计要求。
(3)因房屋加层或超载而引起砖墙承载力的不足。
(4)因火灾或地震而使整片墙承载力或刚度不足等。
下述情况不宜采用钢筋网水泥浆法进行加固:(1)孔径大于15mm的空心砖墙及240mm厚的空斗砖墙。
(2)砌筑砂浆强度等级小于M0.4的墙体。
(3)因墙体严重酥碱或油污不易消除,不能保证抹面砂浆粘结质量的墙体。
二、设计计算与构造要求
1. 设计计算
正截面受压承载力计算,经钢筋网水泥浆法加固的墙体成为组合砌体,它的正截面受压承载力计算可按公式
加固砖墙的受压承载力按下式验算
-----荷载设计值产生的轴向力;
-----高厚比和轴向力的偏心距对受压构件的承载力的影响系数,可按《砌体结构设计规范》查表取值;
-----分别为原砖墙和新加固墙体的抗压强度设计值;
-----分别为原砖墙和新加固墙体的截面面积
轴心受压组合砖砌体的承载力,按下式计算
偏心受压组合砖砌体的承载力,按下式计算
或
此时受压区的高度x可按下式确定:
-----组合砖砌体构件的稳定系数,按《砌体结构设计规范》查表取值
-----新浇扶壁柱或加固墙体的材料强度折减系数,若加固时原砌体完好,取0.95;若加固时原砌体有裂缝或破损现象,取0.9;
-----后砌扶壁柱或加固墙体的抗压强度设计值;
-----原砖墙砌体的截面面积
-----扶壁柱或加固墙体混凝土或砂浆面层的轴心抗压强度设计值,砂浆的轴心抗压设计值可取为同强度等级混凝土设计值的70%,当砂浆为M7.5时,其值为3MPa;
-----混凝土或砂浆面层的截面面积;
-----受压钢筋的强度系数,当为混凝土面层时,取1.0;当为砂浆面层时,取0.9;
-----分别为受压钢筋的截面面积和抗压强度设计值。
-----原砖砌体受压部分的面积;
-----混凝土或砂浆面层受压部分的面积;
-----砖砌体受压部分面积对受拉钢筋重心的面积矩;
-----混凝土或砂浆面层受压部分的面积对钢筋重心的面积矩;
-----砖砌体受压部分面积对轴向力作用点的面积矩;
-----混凝土或砂浆面层受压部分的面积对轴心力作用点的面积矩;
-----分别为钢筋和重心至轴向力作用点的距离;
斜截面受剪承载力验算:影响加固墙受剪承载力的因素较多,主要有上部墙体传来的压应力、砂浆面层厚度和抗剪强度、加固墙中钢筋网的配置量及其强度以及原砖墙的厚度及其抗剪强度。
经试验,加固墙的受剪承载力可按下式验算:
≤
-----楼层第k道加固墙体承受的剪力
-----加固墙体在1/2层高处截面的平均压应力
-----楼层第道加固墙体在1/2层高处横截面面积(扣除门窗孔洞面积)
-----加固墙体折算成原砖墙砌体的抗剪强度。
根据修复和加固条件的不同,取下列两种情况计算后的较小值
按面层砂浆强度控制时
+
+
式中-----砂浆面层或钢筋网砂浆面层的厚度(mm)
-----原砖墙的厚度
-----加固墙的加固面层层数,单面抹时为1,双面抹时为2
-----面层砂浆抗剪强度(N/mm2 )按下式计算
-----面层的砂浆等级
-----砖砌体通缝抗剪强度,对不修复裂缝的开裂砖墙,取= 0
-----单根钢筋的截面面积
-----钢筋网钢筋的间距
2. 加固墙的构造要求
加固层应满足下利构造要求:
(1)采用水泥砂浆面层加固时,厚度宜为20~30mm;采用钢筋网水泥砂浆面层加固时,厚度宜为30~45mm,当面层厚度大于45mm时,其面层宜采用细石混凝土。
(2)面层水泥砂浆强度等级宜为M7.5~M15。
面层混凝土强度等级宜采用C15或C20。
(3)钢筋网需用直径ø4~ø6穿墙“S”筋与墙体固定。
“S”筋间距不应大于500mm,对于单面加固的墙体,其钢筋网可用ø4“ㄩ”形钢钉入墙内(代替“S”筋),与墙体固定。
为加强钢筋网与墙体的固定,必要时在中间还可以增设ø4的“ㄩ”形筋或4”铁钉钉入墙体砖缝内。
(4)受力钢筋的保护层厚度,对于室内正常环境墙体为15mm,露天或室内潮湿环境墙体为25mm,受力钢筋距砌体表面的距离。
不应小于5mm。
(5)受力钢筋宜采用HPB235级钢筋,对于混凝土面层,亦可采用HRB335级钢筋。
受压钢筋一侧的配筋率,对砂浆面层,不宜小于0.1%;对混凝土面层,不宜小于0.2%。
受拉钢筋的配筋率,不应小于0.1%。
受力钢筋的直接不应小于8mm。
钢筋的间距,不应小于30mm。
(6)箍筋(横向筋)的直径,不宜小于4mm及0.2倍的受力钢筋直径,并不宜大于6mm。
箍筋的间距,不应大于20倍受压钢筋的直径及500mm,并不应小于120mm。
(7)钢筋网的横向钢筋遇到门窗洞口时,宜将钢筋沿洞边弯成90度的直钩加以锚固。
(8)墙面穿墙“S”筋的孔洞必须用机械钻成。
3. 加固墙的施工注意事项
为了保证加固层与原墙面可靠粘结,施工应注意如下事项:
(1)做好原墙面的清理工作,对于原墙面的损坏或酥碱部位,应拆除修补。
(2)对粘结不牢、强度低的粉刷层应铲除,并刷洗干净。
(3)抹水泥砂浆前,应先湿润墙面。
(4)水泥砂浆须分层抹,每次厚度不大于15mm。
(5)水泥砂浆应不在环境温度为5度以上进行施工,并认真做好养护。
三、工程实例
某办公楼原横墙厚度为240mm,间距为4m,房间进深为6m,层高为3m,楼板为120mm厚现浇钢筋混凝土楼板,经计算内横墙墙体所受的压力为258KN/m。
原墙体砖和石灰粘土砂浆的等级已无法查定,根据实测,推断砖等级约为MU7.5,砂浆为M0.4,查表知其强度为0.79MPa。
墙体的高厚比计算:
由于横墙长度是高度的2倍()查《墙体结构设计规范》表
查《墙体结构设计规范》表=0.63,
由此得原砖墙的承载力设计值为:
由上计算该墙必须加固
加固设计:钢筋采用HPB235,水泥砂浆采用M10,根据构造,其厚度应为30mm。
,查表=0.89
水泥砂浆强度
=
将N代入,得<0。
由上述计算结果,说明按构造选配取φ6@500的钢筋网。
由于该房屋位于非地震区,原砖墙的抗剪承载力已满足,采用钢筋网水泥砂浆面层加固后,抗测力得到很大的提高,故砖墙水平承载力不再验算。
参考文献
砌体结构设计规范GB50003-2011
混凝土结构设计规范GB50010-2010
楼永林夹板墙的试验研究与加固设计建筑结构学报1988.9(4)
黄忠邦水泥砂浆及钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙墙体试验【J】天津大学学报1994.27
顾乃旭(男)高级工程师江苏南通人出生于1962年9月11日现从事建筑结构设计和煤炭矿井地面建筑项目管理工作。