加固方案设计说明

安阳市国泰房地产开发公司曙光小区98#楼结构加固设计方案编号：ZDPC/FA2003-006编制：审核：审定：河南正大预应力工程有限公司二零零三年八月十一日第一章工程概况安阳市国泰房地产开发公司曙光小区98#楼位于安阳市平原路北段路东，安阳市建筑设计研究院设计，地下一层，地上六层，局部七层，其中一层和地下室为商场，二层及以上各层为写字楼，原设计按七度三级框架考虑抗震设防。根据需要，该建筑物一层及地下室功能不变，二层及以上各层改为安阳市抗震指挥部，并根据现行规范按八度二级框架进行抗震验算，对不满足现行规范要求的构件出具本加固方案。第二章技术标准结构加固施工在结构补强工程中是技术含量较高的部分，对结构安全影响较大的分项工程，因而在施工过程中，应严格按照规范、规程和标准的要求，组织施工和验收，结构加固施工时应满足设计要求以及下列规范、规程和标准的要求：2.1.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20022.2《混凝土结构加固技术规范》CECS25:90第三章施工准备3.1.材料准备3.1.1.钢板：Q235级；3.1.2.角钢：Q235级热轧等边角钢；3.1.3.钢筋：HPB235级；3.1.4.焊条：E43**型焊条；3.1.5.建筑结构胶：LKD系列结构胶。本工程结构抗震加固主要材料如下表，并在报甲方及监理单位同意后进场。主要材料需用量表一序号名称规格单位数量1钢板10厚吨按设计图纸最终核定工程量2钢板6厚吨3热轧等边角钢L100x8吨4热轧等边角钢L75x6吨5热轧等边角钢L56x5吨6钢筋Φ8吨7建筑结构胶：LKD系列结构胶吨3.1.4．材料的运输、存放：按施工进度的要求及时将结构加固用材料和其它配件运到离工地较近的下料场地内，并及时通知业主、监理单位现场取样、复试。3.1.5．材料验收（1）钢材由生产厂家出具产品合格证，并经检测中心进行材料复验，出具钢材的复试证明。（2）建筑结构胶应具有出厂质量保证书外。3.2.施工劳动力组织（见表二）根据结构加固施工的特点，本工程需要的劳动力人数如表二：劳动力用量表表二工种钢筋工模板工电焊工粉刷工人数3030420第四章结构加固工程施工方案4.1.锚粘钢板加固施工工艺流程如下：4.2.预应力撑杆施工工艺流程如下：被粘砼和钢板表面处理粘结剂配置锚固点钻孔、清理锚固点植筋涂敷胶粘贴锚固顶压固化卸支撑检验防腐粉刷被粘柱混凝土表面处理加固撑杆（角钢）制作安装传力角钢安装加固撑杆粘贴锚固顶压固化卸支撑检验防腐粉刷4.3．预应力筋下料本工程预应力筋下料在预应力筋和锚具复检合格后方可进行，下料应在平坦干燥的场地上用砂轮锯逐根切割。下料前先在钢绞线盘卷外用钢管搭设一个固定铁笼，将钢绞线从盘卷中央逐步抽出。下料长度误差应控制在0~+100mm以内。下料操作过程中，应遵循以下步骤：4.3.1.下料长度应综合考虑其曲率、锚固端保护层厚度等因素，并应根据不同的张拉方式和锚固形式预留张拉长度。4.3.2.下料时应遵循先下长筋，后下短筋。4.3.3.根据下料单的长度，用砂轮锯进行逐根切割。4.3.4.逐根对钢绞线进行编号，长度相同为统一编号。4.3.5.钢绞线顺直无侧弯，切口无松散，如遇死弯必须切掉。4.3.6.每束钢绞线应按规格编号成盘，并按长度及使用部位分类堆放、运输、使用。4.3.7.逐盘检查无粘结预应力外包层是否漏油，对漏油处用塑料粘胶带包扎，对外包层破损严重的无粘结预应力筋，坚决清除出工地现场。4.3.8.固定端采用QYJ-30.5型挤压机将挤压锚与钢绞线挤压形成牢固的挤压头。施工时应注意挤压锚内腔要保持清洁，并保证钢绞线、挤压锚与活塞杆在同一中心线上。4.4.预应力筋的铺放布筋4.4.1.有粘结预应力筋的定位：由土建工种支模板并绑扎普通钢筋，预应力工种在边模上按预应力筋的位置划定位线并固定预应力筋支架，重点控制反弯点及最高、最底点位置。土建工种预埋管线后，待预应力工种预埋波纹管、穿预应力筋、安装锚垫板、钢筋螺旋筋等完成后，再绑扎腰筋、吊筋，当预应力筋穿入锚垫板后，应将锚垫板固定在边模板或普通钢筋上，防止倾斜，并封闭端头，以防止浇筑砼时漏浆而无法进行张拉操作。调整预应力筋的定位标高，其允许误差为水平±30mm和垂直±10mm，支架间距为800~1000mm，钢筋支架点焊（或绑牢）于普通钢筋的箍筋上，如该位置上无箍筋，可在相邻箍筋上定位，但应适当调整定位标高，以保证预应力束位置与设计相符。4.4.2.张拉端应预留张拉孔，张拉后及时封堵。4.4.3.普通钢筋箍筋的肢距应根据预应力筋的间距确定；4.4.4.波纹管孔道成型：按已经固定好的支架筋位置依次将波纹管穿入钢筋笼内，为了防止波纹管在砼浇筑时上浮或产生水平位移，必须把波纹管固定在钢筋支架上，用扎丝扎牢。波纹管接头要牢固、严密，如有破损应及时用胶带进行修补。波纹管漏出承压钢板不要小于100mm。4.4.5.有粘结预应力筋穿束：用人工把已制好的钢绞线平顺地穿入波纹管内，从固定端开始穿入，每次将1～4根筋绑扎在一起穿入。4.4.6.设置灌浆孔及排气孔：在每跨梁两端设二个灌浆孔，部分兼作排气孔，连续跨应在支座处设置灌浆孔或排气孔。4.4.7.无粘结预应力筋的定位：由土建工种支模板并铺放普通钢筋的板底筋，预应力工种在模板上按预应力筋的定位位置划定位线并安放预应力筋支架，重点控制反弯点及最高、最底点位置。土建工种预埋管线并铺放普通钢筋的上排筋，预应力工种铺设无粘结预应力筋、安装承压板、钢筋螺旋筋等，应将承压板固定在边模板或普通钢筋上，防止倾斜，并封闭端头，以防止浇筑砼时堵塞张拉孔而无法进行张拉操作。调整预应力筋的定位标高，其允许误差为水平±30mm和垂直±10mm，支架间距为800~1000mm，钢筋支架直接放置在模板上，并与板底钢筋绑扎牢固。4.4.8.铺设无粘结钢绞线时注意不要将钢绞线的外包层划破，如有破损，应及时用胶带缠绕紧密。4.5.砼浇筑4.5.1．预应力筋及有关组件铺设安装完毕后，进行隐蔽工程验收，确定合格后才能浇筑砼。4.5.2．砼浇筑时，由质量检查员对预应力部位进行监护。4.5.3．预应力梁混凝士浇筑时，应增加制做两组混凝士试块，两组试块和预应力梁混凝土同条件养护，以供张拉使用。4.5.4．混凝士浇筑时，严禁踏压撞碰预应力筋、支承架以及端部预埋构件，同时砼浇筑时的下落高度不能太大，以免产生较大的冲击力，损坏波纹管或使无粘结预应力筋移位。4.5.5．用振捣棒振捣时，振捣棒不得正对着波纹管或无粘结预应力筋进行振捣。在梁与柱、墙结点处，由于钢筋、预应力筋密集，应采取措施振捣，不得出现蜂窝或孔洞。4.5.6．张拉端、锚固端混凝土必须振捣密实。4.5.7．在混凝土浇筑过程中，应检查波纹管是否漏浆。4.6.预应力张拉作业4.6.1.预应力筋的张拉作业应在砼强度达到设计强度的80%后进行（或根据施工图纸要求），张拉时的强度要求以现场同条件养护条件下的砼试压报告为准。严禁板中预应力筋张拉前拆除预应力板的底模；严禁梁中预应力筋张拉前拆除预应力梁的底模，但需拆除梁的侧模、非预应力板和张拉过的预应力板的底模。4.6.2.预应力筋张拉控制应力：根据设计要求及施工规范的要求，张拉控制应力σcon=0.7fptk,各种钢绞线张拉控制应力及控制张拉力如下表：预应力筋张拉控制应力及控制张拉力表表四钢绞线型号控制应力（N/mm2）单根控制张拉力（KN）备注1x7-15.24-18601302182.3超张拉3%4.6.3.预应力筋的张拉顺序：预应力筋应采用“逐层浇筑、顺序张拉；先板、后梁”的张拉顺序，并保证施工荷载的传递不超过“二托二”的要求，先张拉板预应力筋是为了楼面荷载顺利传递到框架梁上，并使其受力状态与实际工作相符，同时保证预压力框架梁的有效预加应力，防止后张拉板产生的构件变形对框架梁有效应力的损失。4.6.4.张拉时应时刻注意观察梁、板底情况，如出现问题，应及时停止张拉，待查明原因及制定出相应措施后继续张拉。4.6.5.预应力筋的张拉程序：梁、板预应力筋的张拉，应从预应力梁、板的中部开始“对称”地进行预应力筋张拉。每根梁、板内预应力筋的张拉也应遵循“对称”的原则。张拉时采用：0→10%σcon→100%σcon→103%σcon→持荷2分钟→锚固。4.6.6.中间核芯筒处两根预应力大梁张拉端为环形剪力墙，该端部必须进行构造处理，使端部平面与预应力筋垂直，避免产生不利的斜向力压坏张拉端，施工时在环形剪力墙上预留200x200张拉孔，张拉时使用变角器将张拉端引致墙外，有效的减小预应力张拉对剪力墙的损伤，也便于总包单位封堵张拉孔。4.6.7.环形预应力扁梁为三维空间结构，它的受力及预应力损失，预应力等效荷载，预应力产生的扭矩等计算很复杂，同时预应力筋在梁截面内放置的位置是否恰当，对结构受力会产生很大影响，如果预应力的位置摆放合适，能有效地平衡掉扇形预应力厚板传来的荷载，减小环形扁梁的扭矩。该梁必须重新设计，按三维空间梁进行分析，并根据计算结果调整该梁的预应力筋根数及定位，现施工图中所配2-6Фj15.2预应力束如按梁截面对称布置，受力不太合理，其原因是：①环形梁具有空间作用，应按三维进行受力分析；②外环扭矩最大的部位正好支撑大跨度预应力扇形板，板产生的扭矩与环形梁外侧扭矩叠加，使环形梁内外侧扭矩进一步加大，预应力束对称布置肯定不利。因此，环形梁中预应力束必须调整布置方案，尽量使预应力张拉后平衡掉厚板传来的荷载。由于环形梁截面相对较低，对抗扭有利，经过调整，可以保证结构安全。4.6.8.环形预应力梁是一连续封闭的环形结构，它没有梁端部，因而张拉端在梁柱节点处相互交叉，张拉锚固方案非常重要。本公司拟采用分段张拉锚固的办法，同时错开张拉位置，详见附图二，在梁顶预留200x200x500张拉槽，张拉时采用变角器将张拉端引致板顶，张拉槽对预应力扁梁的截面削弱仅占梁截面的1/12，通过对张拉槽周围用非预应力短筋进行加强，保证结构安全，同时便于总包单位施工，加快施工速度，减少后补张拉孔所产生的费用，降低造价。4.6.9.预应力扇形板为一单向预应力板，外园边支承于非预应环梁上，内园边支承于预应力扁梁上，扁梁内侧有一后浇带，如果把预应力板张拉端全放在后浇带处，预应力筋比较集中，对结构不利，同时集束布置使张拉孔过大，不利于预留，因此建议将预应力板预应力筋分开均匀布置，单根预留张拉槽，并分别于梁中和梁边交替错开张拉位置，防止产生集中力，同时由于在梁顶张拉，可以不留张拉孔，减小总包单位封堵张拉孔的工作量，也为业主减少了这部分的施工费用，另外，对预应力板张拉过程中砼压缩变形进行验算，避免由于预应力张拉引起的相邻板砼裂缝。4.6.10.预应力梁、板的张拉位置及张拉节点详图参见附图二。4.6.11.本公司拟在工地附近安排预应力下料场地，便于业主、监理单位、总包单位随时到现场进行检查。4.6.12.张拉采用“应力控制，伸长值校核”法，每束预应力筋在张拉以前先计算理论伸长值和控制压力表读数作为施工张拉的依据，每－束预应力筋张拉时，都要做详细记录，并以10%σcon时的千斤顶行程为初始行程，张拉前后预应力筋的伸长量加上初应力伸长量计算值，减去锚具内缩值后再与理论伸长量比较，其误差应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204－2002）要求：误差范围在±6％以内。4.6.13.张拉后预应力筋理论伸长计算值：△L＝fp×L／（ApxEp）以上公式中：fp一扣除摩擦损失的平均张拉力；L一预应力筋的曲线长度；Ep一预应力筋的弹性模量；Ap一预应力筋的面积。fp＝Ap×σcon×Σ[1-(kx+μθ)/2.0]。其中有粘结：k=0.0015，μ＝0.25；无粘结：k=0.004，μ＝0.12。4.7.孔道灌浆4.7.1有粘结预应力梁采用一边张拉，一边灌浆的方式，本根梁预应力筋全部张拉完毕后，待12小时后才能灌浆，尽量在48小时之内完成灌浆。4.7.2.在某个波纹管内灌浆必须连续，中途不得停顿，一次灌满为止。若冬季施工，应采取一定措施，防止沿孔道位置的砼出现“冻害裂缝”。4.7.3.孔道灌浆