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某住宅建筑爆炸后承重構(gòu)件置換與加固

文檔作者：楊志岡 1 李曉霞2 文檔來源： 1．山東理X-大學(xué)建筑工程學(xué)院 2．淄博職業(yè)學(xué)院，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月28日
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2013年2月上施工技術(shù)
第42卷第3期CONSTRUCTION TECHNOLOGY 41
===========================================================================================：
DOI：10．7672／sgjs2013030041
某住宅建筑爆炸后承重構(gòu)件置換與加固
楊志岡0 1，李曉霞2
(1．山東理X-大學(xué)建筑工程學(xué)院，山東淄博255012；2．淄博職業(yè)學(xué)院，山東淄博255012)
【摘要]某5層磚混結(jié)構(gòu)住宅由于發(fā)生煤氣爆炸致使結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞，爆炸造成房間內(nèi)承重墻體鼓閃裂縫變形，
預(yù)制板斷裂和承重梁下?lián)祥_裂。根據(jù)現(xiàn)場鑒定進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計和施工處理，通過采用置換方式把預(yù)制空心板改
為槽鋼加現(xiàn)澆混凝土板，把原梁鑿除后置換為同截面的現(xiàn)澆梁，消除了爆炸對主體結(jié)構(gòu)的影響，保證了該住宅樓的
安全性。
[關(guān)鍵詞]加固；爆炸；磚混結(jié)構(gòu)；置換；設(shè)計；施工
[中圖分類號】TU746．3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A [文章編號]1002-8498(2013)03．-0041-03
Replacement and Strengthening for Supporting Members in
Some Residential Building After Explosion
Yang Zhigang 1，Li Xiaoxia2
(1．School ofArchitecture Engineering，Shandong University ofTechnology，Zibo，Shandong 255012，China；
2．Zibo Vocational Institute，Zibo，Shandong 255012，China)
Abstract：A five-storey brick—concrete residential building was subjected to local failure due to gas
explosion．As a result of the explosion，the load bearing wall had bulged deflection and cracks，some
precast slabs collapsed and load beating beams deflected with cracks．Based on site investigation，the
retrofitting design and reconstruction were performed．Specifically，the precast slabs were replaced by
channel steel with cast—in-situ concrete slab．The original beam was removed and replaced by cast-in-situ
concrete beam of the same cross·section．The retrofitting work eliminated the influence of gas explosion
on the main structure and ensured the safety of the residential building．
Key words：strengthening；explosion；brick—concrete structure；replacement；design；construction
1工程概況
淄博市某住宅樓為1998年建成的磚混結(jié)構(gòu)住
宅，共5層(帶半地下室)，建筑面積1 735m2，7度抗
震設(shè)防，砌體結(jié)構(gòu)材料為MUl0機(jī)制磚和M5．0混
合砂漿，結(jié)構(gòu)內(nèi)的圈梁、構(gòu)造柱、過梁、花籃梁均為
現(xiàn)澆，混凝土強(qiáng)度等級為C20，鋼筋強(qiáng)度等級為Ⅱ
級，樓板主要為預(yù)制空心板。
2010年1 1月，該住宅樓1-201室因管道液化氣
泄露發(fā)生爆炸事故，造成1—201室、1-101室兩戶房
屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件嚴(yán)重?fù)p壞，尤其是1層頂板出現(xiàn)了嚴(yán)重
斷裂和坍塌，1層客廳頂部花籃梁產(chǎn)生下?lián)?，跨中?
現(xiàn)橫向拉伸裂縫，臥室承重墻體出現(xiàn)鼓閃裂縫變
形，由爆炸引起的火災(zāi)使得部分墻體脫落。1·101
【作者簡介]楊志剛，講師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，E-mail：sdlgyzg
@126．COnl
[收穡日期]2012-07-22
室內(nèi)破壞情況如圖1所示。
圖1 1層結(jié)構(gòu)破壞示意
Fig．1 Structure failure of first floor
萬方數(shù)據(jù)
42 施工技術(shù)第42卷
2現(xiàn)場鑒定結(jié)論及分析
1)該住宅樓地基基礎(chǔ)沒有產(chǎn)生因爆炸造成的
滑移現(xiàn)象和不均勻沉降變形。因基礎(chǔ)埋置較深，爆
炸未對地基基礎(chǔ)產(chǎn)生明顯影響。
2)采用經(jīng)緯儀對該住宅的東山墻傾斜變形和
鼓閃變形進(jìn)行檢測，結(jié)果表明該山墻墻面平整度較
好，未發(fā)生傾斜和鼓閃，經(jīng)現(xiàn)場逐戶鑒定，主要是
1—201室墻體損壞比較嚴(yán)重，在爆炸點(diǎn)所在位置的南
側(cè)西臥室，爆炸造成了該臥室西墻(包括南陽臺隔
墻)嚴(yán)重鼓閃裂縫變形，最大鼓閃裂縫15ram，平均
鼓閃裂縫11mill，西墻磚表面局部有崩裂剝落現(xiàn)象；
臥室東墻產(chǎn)生鼓閃裂縫，墻體中下部產(chǎn)生了水平裂
縫，寬2—5ram，長約2 500ram；墻體鼓閃裂縫在北面
表現(xiàn)明顯。臥室南側(cè)門窗之間的墻垛倒塌，窗下墻
體產(chǎn)生了斜向裂縫，最大寬度15ram，北側(cè)墻體有2
道斜裂縫，最大寬度1．2ram，門口墻垛有傾斜錯位
裂縫現(xiàn)象；東臥室局部墻體磚表面有崩裂剝落現(xiàn)
象，應(yīng)為救火時，燒熱墻體磚受冷水作用溫度驟降
所致，剝落深度約10ram。
3)1．201室客廳及臥室頂棚梁、板有明顯的掀
動痕跡，客廳花籃梁中部產(chǎn)生多道橫向裂縫，梁兩
端也產(chǎn)生了剪切斜裂縫，最大寬度0．3ram，客廳預(yù)
制板有橫向斷裂裂縫，最大寬度0．3ram，補(bǔ)空板順
板縫寬4mm，衛(wèi)生間現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)1條貫穿裂縫，
縫寬0．2mm。
4)西臥室樓面板斷裂塌陷，由于樓面有40ram
混凝土面層的連接作用，預(yù)制板尚未完全坍落，客
廳及其他房間樓面板有斷裂現(xiàn)象。
5)1-201室爆炸后引發(fā)火災(zāi)，由于過火時間較
短，過火范圍較小，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及墻體有抹灰
層保護(hù)，現(xiàn)場鑒定抹灰層已脫落的混凝土構(gòu)件及墻
體表面顏色基本沒有明顯變化和其他破壞現(xiàn)象，可
以判定火災(zāi)對該樓主體結(jié)構(gòu)未造成明顯影響。
最終鑒定結(jié)論為除與爆炸點(diǎn)相鄰的上下兩層
外，其他住戶及地下室房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞輕微；爆
炸產(chǎn)生的火災(zāi)由于撲救及時，并未對住宅樓的主體
造成明顯破壞；對該住宅樓的已損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件，經(jīng)
加固維修后可以消除爆炸對主體結(jié)構(gòu)的影響，能保
證該住宅樓的安全性?；谠撹b定結(jié)論和處理意
見，對工程進(jìn)行了加固設(shè)計和施工處理。
3加固設(shè)計
3．1承重墻體加固設(shè)計
本工程的承重墻體由于出現(xiàn)鼓閃裂縫，而并未
出現(xiàn)倒塌，所以承重墻體無需更換。對于細(xì)微裂縫
且數(shù)量較多，發(fā)展基本穩(wěn)定的裂縫采用純水泥漿灌
縫修補(bǔ)；對裂縫較寬的采用配筋水泥砂漿填縫；對
于出現(xiàn)鼓閃的墻體首先對鼓閃部分進(jìn)行剔除，對于
其強(qiáng)度削弱部分采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層進(jìn)行加固。
3．2承重梁置換
原結(jié)構(gòu)梁截面為240ram×400ram的花籃梁，底
部縱向鋼筋為3th20，原計劃采用外包鋼進(jìn)行加固，
考慮到此種方法對梁外觀影響較大，最終決定采用
全部置換法對原結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行更換。梁置換的第1步
為先用鋼管對支撐在原梁上的預(yù)制板進(jìn)行卸載，經(jīng)
驗(yàn)算，采用咖lOOmm的圓鋼管間距為1m足以支撐
起整個樓面的質(zhì)量，當(dāng)把樓板支撐起以后，原下?lián)?
的梁出現(xiàn)了明顯的變形恢復(fù)。在保護(hù)好原有受力
鋼筋的前提下，對原結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行了人工鑿除。
在梁的兩端預(yù)留長約200ram的45。斜坡，作為以后
新舊混凝土的結(jié)合面。新澆筑梁混凝土采用高強(qiáng)
灌漿料GSM，設(shè)計時按C30混凝土強(qiáng)度等級取值。
新澆梁跨中彎矩為81kN·m，跨中剪力為0，實(shí)際配
筋為2韭22，并保證端部植筋深度≥20d；新澆梁端
部彎矩為0，剪力為68kN，實(shí)際配筋為鹽8@100，并
增加2業(yè)20抗剪筋。
設(shè)計偏于保守，未考慮原結(jié)構(gòu)梁中仍存在的底
部和上部已經(jīng)產(chǎn)生屈服變形的鋼筋，作為一種安全
儲備存在。植筋深度按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)
范》GB50367--2006和《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)
程}JGJl45--2004并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)確定。
關(guān)于梁新舊混凝土結(jié)合處截面抗剪公式問題
一直有爭議，《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》
JGJl45--2004推薦的公式為：
K=0．5A工(1)
美國ACI規(guī)范認(rèn)方新舊混凝土界面剪力是摩
擦抗剪，參照其摩擦抗剪公式為：
K=A“，且圪≤0．騏A。(2)
式中：肛值取1．0(表面鑿毛，鑿毛深度5mm)或者
0．6(接觸面未鑿毛)；A。為垂直通過界面的鋼筋面
積航為新舊混凝土抗壓強(qiáng)度的較小值；A。為新舊
混凝土交界面積(受彎構(gòu)件取受壓區(qū)面積)。
本工程采用公式(1)，其抗剪承載力為136kN，
采用公式(2)為137kN，均超過計算最大剪力68kN，
為提高安全儲備，端部又采用化學(xué)植筋植2韭22抗
剪筋，長300mm。
由于原結(jié)構(gòu)設(shè)計中花籃梁端部有現(xiàn)澆混凝土
柱，經(jīng)檢測本次爆炸并未對該柱產(chǎn)生影響，參照原
圖紙配筋進(jìn)行核算，該柱能承受改造后荷載，故花
籃梁配筋錨人原混凝土柱的安全性能夠得到保證。
梁端部抗剪截面如圖2所示。其中，新舊混凝土梁
之間預(yù)留斜槎，表面鑿毛處理，刷1道界面劑，初凝
前澆筑新混凝土。
萬方數(shù)據(jù)
2013 No．3 楊志剛等：某住宅建筑爆炸后承重構(gòu)件置換與加固43
——V————一
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構(gòu)造柱2QQ l
a梁端支座
§8@100
P+遜剁
b橫截面
圖2梁端部截面示意
Fig．2 Section of beam end
3．3承重板置換
由于原房間的預(yù)制板全部斷裂，并出現(xiàn)橫向裂
縫，需要進(jìn)行更換?？紤]到實(shí)際施工時不可能把一
個房間的預(yù)制板全部拆除后現(xiàn)澆(會引起承重墻體
失穩(wěn)造成建筑倒塌)，所以采取了“撤一換一”的設(shè)
計和施工方案。預(yù)制板在墻端部靜力切割以后，仍
有部分板頭留在墻內(nèi)，導(dǎo)致圈梁不能支撐全部新澆
混凝土板，只有穿過板孔的混凝土能支撐于圈梁，
削弱了樓板端部承載力。設(shè)計中采用了加槽鋼梁
的方式做成型鋼混凝土板，樓板內(nèi)短向鋼筋與槽鋼
焊接，縱向鋼筋插入板孔，如圖3a所示。槽鋼兩端
深入墻體作為簡支梁設(shè)計，改變了原來樓板的受力
傳遞途徑，由原來的板．墻模式變?yōu)榘逡徊垆?墻模
式。經(jīng)驗(yàn)算，槽鋼的強(qiáng)度和變形均能滿足要求。槽
鋼現(xiàn)澆板端部接頭處理如圖3b所示。
4加固施工要點(diǎn)
在墻體裂縫修補(bǔ)中，采用配筋水泥砂漿填縫進(jìn)
行修補(bǔ)，主要的施工方法為：在縫兩側(cè)每隔4～5皮
磚剔鑿出一道長約1 OOOmm，深30—40ram的磚縫，
后埋入HPB300咖6鋼筋，端部完成直鉤并嵌入磚墻
豎縫內(nèi)，然后用強(qiáng)度等級為MIO的水泥砂漿嵌實(shí)，
如圖4所示。
在置換施工過程中，梁板的置換及節(jié)點(diǎn)的處理
是施工的要點(diǎn)和難點(diǎn)，施工中的注意事項(xiàng)如下。
I)新舊混凝土結(jié)合面處的抗剪處理本工程
承重梁主要是跨中出現(xiàn)裂縫，而端部混凝土質(zhì)量較
好，所以施工時端部預(yù)留45。斜槎，以增大新舊混凝
土接觸面積。資料表明，舊混凝土表面的鑿毛處理
和涂刷界面劑對結(jié)合面的抗剪能力影響很大，所以
植入原預(yù)制板墻內(nèi)部分
a剖面
預(yù)制板緩靜力切割預(yù)制板
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b端部構(gòu)造
圖3槽鋼現(xiàn)澆板示意
Fig．3 Channel steel with
cast．in．situ concrete slab
圖4配筋填縫密封修補(bǔ)示意
Fig．4 Crack repairment after steel
bars putting into the walls
施工時特別強(qiáng)調(diào)了混凝土表面的鑿毛，要求深度≥
6ram，同時每400mm鍵槽200mm×200mm×25ram，
使得新舊混凝土界面形成抗剪銷鍵。
2)保證植筋深度滿足設(shè)計要求嚴(yán)格執(zhí)行植
筋的各項(xiàng)操作要點(diǎn)，并在相同基材上做拉拔試驗(yàn)，
抗拉強(qiáng)度達(dá)到360MPa而不破壞，即可認(rèn)為植筋能
滿足要求。對于因原混凝土厚度不滿足植筋深度
的情況，采取穿透墻體端部加錨板的措施。
3)安全問題客廳更換的現(xiàn)澆梁板并不能同
時完成，需要做好現(xiàn)澆梁后逐塊更換預(yù)制板，所以
存在現(xiàn)澆板和梁的連接安全問題，由于采用槽鋼梁
承擔(dān)現(xiàn)澆板荷載，槽鋼梁的一端穩(wěn)定問題顯得尤為
(下轉(zhuǎn)第64頁)
萬方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第41卷
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12
a立面
b 2—2支撐寬度與墻體等厚c 2—2支撐寬度比墻體厚
圖7支撐穿過構(gòu)造柱做法
Fig．7 Method of support passing through
constructional column
2)支撐安裝前應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境，對焊接工藝進(jìn)
行安裝前工藝檢驗(yàn)，工藝檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行正式
焊接。
3)十字接頭對接焊縫應(yīng)在焊縫兩端設(shè)置引弧
和引出板；其材料和坡口形式應(yīng)與焊件相同。引弧
和引出的焊縫長度：CO：氣體保護(hù)焊應(yīng)>2Gram。焊
接完畢應(yīng)采用氣割切除引弧和引出板，不得用錘擊
落，并修磨平整。
4)焊接完畢后，應(yīng)對焊接質(zhì)量外觀、焊縫坡口、
摩擦面質(zhì)量、焊縫探傷報告進(jìn)行檢查。
5)下雪或下雨時不得露天施焊，構(gòu)件焊區(qū)表面
潮濕或冰雪沒有清除前不得施焊，風(fēng)速≥2m／s時應(yīng)
采取擋風(fēng)措施。
7 結(jié)語
甘肅國際會展中心五星級酒店工程，由于核心
筒不能布置在結(jié)構(gòu)的質(zhì)心位置，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明
顯。采用TJⅡ型屈曲約束支撐后，不僅結(jié)構(gòu)抗扭剛
度以及扭轉(zhuǎn)位移比都滿足設(shè)計要求，同時減少了結(jié)
構(gòu)用鋼量，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)耗能能力，減小了罕遇地震
下的結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
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試驗(yàn)研究[J]．工程抗震與加固改造．2012(2)：1-7．
(上接第43頁)
重要，施工中采用在梁中做預(yù)埋件，然后與槽鋼梁
焊接的方式解決。為保證樓板鋼筋的錨固，現(xiàn)澆板
內(nèi)穿梁的雙層鋼筋在做梁筋時預(yù)先扎好，長度滿足
現(xiàn)場條件，待預(yù)制板拆除后可與現(xiàn)澆板焊接。梁板
連接節(jié)點(diǎn)如圖5所示。圖中現(xiàn)澆樓板鋼筋在澆筑混
凝土前預(yù)留，后與板鋼筋焊接。
圖5梁板連接節(jié)點(diǎn)
Fig．5 Joint connection of beam and slab
5結(jié)語
采用對承重梁和預(yù)制板進(jìn)行置換的方法對爆
炸后的房屋結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行加固，并對置換后的構(gòu)件
節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵部位進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計和施工，能保證置換
構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)共同受力，圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全。采用置換
方式能避免普通加固方法中的二次受力、應(yīng)力滯后
及外觀缺陷等因素，大大提高了結(jié)構(gòu)的安全度，此
方案實(shí)施后得到了甲方和鑒定方的一致認(rèn)可。
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