CN105569369B - 一种针对rc框架结构连续倒塌的快速修复方法 - Google Patents

一种针对rc框架结构连续倒塌的快速修复方法 Download PDF

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Abstract

一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，本发明涉及RC框架结构连续倒塌的修复方法。本发明是要解决建筑物连续倒塌时，将整个结构拆除造成的经济损失大、重建周期长的问题，该方法是通过一、搭建千斤顶、支墩和钢垫板组成的支撑***；二、将搭建的钢垫板支撑在受损柱受损梁底部；三、将倒塌结构顶起到未倒塌结构标高；四、将钢垫板支撑在受损柱上方各层受损梁的底部；五、敲碎受损梁端部区域的压溃混凝土；六、调直梁中未断裂钢筋，将断裂钢筋截断；七、使用植筋方法修复断裂钢筋；八、绑扎箍筋、支模、浇筑灌浆料、拆模；九、修复受损柱；十、移除受损梁下的支墩、千斤顶和垫板等步骤实现的。本发明应用于RC框架结构连续倒塌领域。

Description

一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法
技术领域
本发明涉及快速修复方法，特别涉及一种基于RC框架结构连续倒塌的快速修复装置及方法。
背景技术
由火灾、车辆撞击、***等偶然荷载造成的建筑物倒塌属于连续倒塌，其特点是荷载直接造成建筑物某构件损坏，然后建筑物在自重作用下进一步发生更大范围的局部或整体倒塌。对于RC(Reinforced Concrete)框架结构，柱子的损坏将引起连续倒塌。对于按照建筑设计规范设计的建筑物，在多数情况下，仅直接遭受外荷载作用的框架柱将丧失功能，然后发生沿失效框架柱方向的较大竖向变形、梁端发生破坏(混凝土压溃，部分钢筋断裂)。因为仅发生局部破坏，如果将整个建筑物拆除，则经济损失巨大、重建周期或停用周期非常长。若能将发生连续倒塌的部分进行修复，经济效益极其可观；若能快速修复使用，可减少因重建周期或停用时间长造成的经济损失。
发明内容
本发明的目的是为了解决建筑物连续倒塌时，将整个结构拆除造成的经济损失、重建周期以及停用周期长的问题，而提出的一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法。
上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：
步骤一、将千斤顶放置在支墩上；在钢垫板下表面的中部焊接钢管，将钢管嵌套在千斤顶顶部的活塞杆上即形成支撑装置；其中，钢管内径应大于等于千斤顶的活塞杆直径；钢管长度为3～5cm；
步骤二、按步骤一方法搭建支撑装置，支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；其中，受损柱所在层的梁具体为受损柱未受损前支撑的梁；
步骤三、切除受损柱损坏区域断面凹凸不平部分，将受损柱损坏区域的断面处理平整；按步骤一中方法搭建支撑装置，将支撑装置放置于受损柱损坏区域平整的断面处；利用支撑装置的千斤顶将受损柱顶起到未倒塌受损柱的标高；同时，调整步骤二中支撑装置的千斤顶，使千斤顶上部的钢垫板上表面始终支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；
步骤四、按步骤一中方法搭建支撑装置，将搭建的支撑装置的钢垫板支撑于上方楼层中受损梁的中部位置，即将钢垫板上表面与受损梁底部表面中部接触；其中，上方楼层为步骤三中受损柱所在楼层的上方楼层；
步骤五、敲碎步骤二和步骤四的受损梁端部区域的压溃混凝土；其中，梁端部区域的压溃混凝土敲碎长度与梁高度和钢筋搭接焊接长度中长度较大值一致；
步骤六、在步骤五中的敲碎混凝土的梁端区域中，调直梁中的未断裂纵筋，对于梁中的断裂钢筋，从钢筋断裂处开始截断钢筋；
步骤七、使用植筋方法修复步骤六中的断裂钢筋，用于植筋的钢筋一端植入梁柱断裂处的节点中，植筋的钢筋另一端与受损梁中钢筋搭接焊接；其中，用于植筋的钢筋与步骤六中截断钢筋的型号和直径相同；
步骤八、将箍筋绑扎在受损梁敲碎混凝土区域的钢筋上；其中，箍筋与受损梁中的原有箍筋的型号和直径相同；在受损梁的敲碎混凝土区域支模板，将灌浆料浇筑于敲碎混凝土区域；2天后拆除模板；
步骤九、移除受损柱处的支墩、千斤顶和钢垫板，在受损柱中植筋，在植筋上绑扎箍筋；支模板于受损柱上，将灌浆料浇筑于柱损坏区域；2天后拆除模板；其中，用于植筋的钢筋与受损柱中钢筋的型号和直径相同；钢筋植入柱内长度与步骤七中钢筋植入长度要求相同；
步骤十、移除所有受损梁下的支墩、千斤顶和垫板；其中，移除顺序为从高层依次到低层；修复工作完成。
发明效果
为解决RC框架结构发生连续倒塌后的修复问题，提出了一种快速修复建筑物倒塌部位的技术，本发明适用于以下情况的快速修复：RC框架结构中有一根框架柱破坏后引发的建筑物连续倒塌，破坏发生在梁端，混凝土压溃但梁端纵向钢筋未全部断裂如图5所示。
本发明中的快速修复技术需使用下述设备和材料：支墩、千斤顶、钢垫板、钢筋、灌浆料。千斤顶支撑在支墩上(支墩作用为支撑千斤顶，弥补千斤顶行程的不足)；钢垫板为尺寸与梁宽相同的正方形钢板，一侧留圆形槽套于千斤顶头部，用于保证使用千斤顶加载过程中的稳定性；钢筋用于替换受损梁和中的断裂钢筋和箍筋；灌浆料用于重新浇筑受损梁和受损柱损坏区域的混凝土。
处理受损柱损坏区域，在受损柱处使用支墩、千斤顶和垫板将倒塌结构顶起到完好结构标高；去除梁端部的压溃混凝土，同时在每个梁的中部使用支墩、千斤顶和垫板将倒塌结构顶起到完好结构标高并在后续施工中不断调整使梁始终保持水平，调直梁端部未断裂钢筋；在梁柱节点处对应于梁内原断裂纵筋位置植入穿进梁柱节点的钢筋，将植入钢筋与梁内钢筋搭接焊接，在焊接之前穿入箍筋并绑扎；在梁端局部支模板，使用灌浆料浇筑；2天后拆模；移除失效柱处的支墩、千斤顶和垫板，采用植筋和浇筑灌浆料的方法重新成柱，2天后拆模。移除所有梁中的支墩、千斤顶和垫板。
本发明为RC框架结构连续倒塌提供了一种快速修复的方法，本技术工艺简单，修复过程中使用的设备均为常规设备和材料，容易获得，与拆除整个建筑物后重建相比经济性大幅提高，修复周期短，可在一周内实现主体结构的修复如图6，社会效益尤为显著。
附图说明
图1(a)为具体实施方式一提出的适于修复RC框架结构未倒塌结构示意图；
图1(b)为具体实施方式一提出的适于修复RC框架结构连续倒塌结构示意图；
图2为具体实施方式一提出的支撑受损柱所在层梁中部防止进一步倒塌示意图；
图3为具体实施方式一提出的将受损结构顶起至结构未倒塌时的标高示意图；
图4为具体实施方式一提出的在受损柱所在层的以上楼层设置支撑示意图；
图5为具体实施方式一提出的RC框架结构连续倒塌示意图；
图6为具体实施方式一提出的修复RC框架结构连续倒塌修复后示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种基于RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，具体是按照以下步骤实现的：
所述的RC框架结构连续倒塌是指如图1(a)所示的结构由于某一柱子受损后，发生在受损柱本层及以上层中框架梁的向下变形如图1(b)所示；破坏位置为受损柱本身和AA’轴线内梁的端部区域；
所述的针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法所需设备和材料具体包括：支墩、千斤顶、钢垫板、钢筋、灌浆料；其中，钢筋用于纵向钢筋或用于箍筋；
所述的钢垫板为尺寸与受损梁宽相同的正方形钢板；所述的纵向钢筋用于替换受损梁和受损柱中的断裂钢筋，箍筋用于替换受损梁和受损柱中损坏的箍筋；灌浆料用于重新浇筑受损梁和受损柱损坏区域的混凝土；
步骤一、将千斤顶放置在支墩上(支墩作用为支撑千斤顶，弥补千斤顶行程的不足)；在钢垫板下表面的中部焊接钢管，将钢管嵌套在千斤顶顶部的活塞杆上即形成支撑装置；其中，钢管内径应大于等于千斤顶的活塞杆直径；钢管长度为3～5cm；
步骤二、按步骤一方法搭建支撑装置，支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；目的是防止进一步倒塌；其中，受损柱所在层的梁具体为受损柱未受损前支撑的梁；(见图2所示)
步骤三、切除受损柱的损坏区域断面凹凸不平部分，将受损柱损坏区域的断面处理平整；按步骤一方法搭建支撑装置，将支撑装置放置于受损柱子的损坏区域平整的断面处；利用支撑装置的千斤顶将受损柱顶起到未倒塌受损柱的标高；同时，调整步骤二中支撑装置的千斤顶，使千斤顶上部的钢垫板上表面始终支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；(见图3所示)
步骤四、按步骤一中方法搭建支撑装置，将搭建的支撑装置的钢垫板支撑于上方楼层中受损梁的中部位置，即将钢垫板上表面与受损梁底部表面中部接触(见图4所示)；其中，上方楼层为步骤三中受损柱所在楼层的上方楼层；
步骤五、敲碎图1(b)所示步骤二和步骤四的受损梁端部区域的压溃混凝土；其中，梁端部区域的压溃混凝土敲碎长度与梁高度和钢筋搭接焊接长度中长度较大值一致；钢筋搭接焊接长度按《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)确定；移除敲碎混凝土区段的受损箍筋；
步骤六、在步骤五中的敲碎混凝土的梁端区域中，调直梁中的未断裂纵筋(不需修复的钢筋)，对于梁中的断裂钢筋，从钢筋断裂处开始截断钢筋(需修复的钢筋)；其中，截断后使敲碎混凝土区域剩余的钢筋长度满足《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)中钢筋搭接焊接长度的规定要求；
步骤七、使用植筋方法修复步骤六中的断裂钢筋，用于植筋的钢筋一端植入梁柱断裂处的节点中，植筋的钢筋另一端与受损梁中钢筋搭接焊接；其中，用于植筋的钢筋与步骤六中截断钢筋的型号和直径相同；钢筋搭接焊接长度满足《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)中的要求；
步骤八、将箍筋绑扎在受损梁敲碎混凝土区域的钢筋上；其中，箍筋与受损梁中的原有箍筋的型号和直径相同；在受损梁的敲碎混凝土区域支模板，将灌浆料浇筑于敲碎混凝土区域；2天后拆除模板；
步骤九、移除受损柱处的支墩、千斤顶和钢垫板，在受损柱中植筋，在植筋上绑扎箍筋；支模板于受损柱上，将灌浆料浇筑于柱损坏区域；2天后拆除模板；其中，用于植筋的钢筋与受损柱中钢筋的型号和直径相同；钢筋植入柱内长度与步骤七中钢筋植入长度要求相同；
步骤八和步骤九中不设置箍筋，拆模后使用在梁和柱受损区域粘贴碳纤维布的方式代替箍筋；其中，碳纤维布用量和粘贴方法按《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)要求进行；
步骤十、移除所有受损梁下的支墩、千斤顶和垫板；其中，移除顺序为从高层依次到低层；修复工作完成。
本实施方式效果：
为解决RC框架结构发生连续倒塌后的修复问题，提出了一种快速修复建筑物倒塌部位的技术，本实施方式适用于以下情况的快速修复：RC框架结构中有一根柱破坏后引发的建筑物连续倒塌，破坏发生在梁端，混凝土压溃但梁端钢筋未全部断裂如图5。
本实施方式中的快速修复技术需使用下述设备和材料：支墩、千斤顶、钢垫板、钢筋、灌浆料。千斤顶支撑在支墩上(支墩作用为支撑千斤顶，弥补千斤顶行程的不足)；钢垫板为尺寸与梁宽相同的正方形钢板，一侧留圆形槽套于千斤顶头部，用于保证使用千斤顶加载过程中的稳定性；钢筋用于替换受损梁和中的断裂钢筋和箍筋；灌浆料用于重新浇筑受损梁和受损柱损坏区域的混凝土。
处理受损柱损坏区域，在受损柱处使用支墩、千斤顶和垫板将倒塌结构顶起到完好结构标高；去除梁端部的压溃混凝土，同时在每个梁的中部使用支墩、千斤顶和垫板将倒塌结构顶起到完好结构标高并在后续施工中不断调整使梁始终保持水平，调直梁端部未断裂钢筋；在梁柱节点处对应于梁内原断裂纵筋位置植入穿进梁柱节点的钢筋，将植入钢筋与梁内钢筋搭接焊接，在焊接之前穿入箍筋并绑扎；在梁端局部支模板，使用灌浆料浇筑；2天后拆模；移除失效柱处的支墩、千斤顶和垫板，采用植筋和浇筑灌浆料的方法重新成柱，2天后拆模。移除所有梁中的支墩、千斤顶和垫板。
本实施方式为RC框架结构连续倒塌提供了一种快速修复的方法，本技术工艺简单，修复过程中使用的设备均为常规设备和材料，容易获得，与拆除整个建筑物后重建相比经济性大幅提高，修复周期短，可在一周内实现主体结构的修复如图6，社会效益尤为显著。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述的钢管的长度为4cm。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤七中植筋的钢筋一端植入梁柱断裂处节点中的最小长度lmin按式lmin＝max{0.3ls 10d 100mm}计算，其中，d为植入钢筋的公称直径(单位：mm)，fy为植入钢筋的抗拉强度设计值(单位：N/mm2)，fbd为植筋胶的粘结抗剪强度设计值(单位：N/mm2)；其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤七和步骤九中植筋时钻孔的清孔的具体过程为：
(1)、利用气泵吹钻孔中的灰尘残渣，再用毛刷清理孔壁浮尘，然后再用吹尘枪吸吹孔中的灰尘，直到孔内干净为止；
(2)、用脱脂棉沾上丙酮，清洗孔壁后注入植筋胶；其中，孔内丙酮挥发之后，方可注入植筋胶。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤七和步骤九中植筋的钢筋的处理过程为：
(1)、利用钢丝刷清除钢筋表面氧化层和铁锈；
(2)、利用丙酮清洗钢筋表面油脂。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

Claims (4)

1.一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，其特征在于一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法具体是按照以下步骤进行的：
步骤一、将千斤顶放置在支墩上；在钢垫板下表面的中部焊接钢管，将钢管嵌套在千斤顶顶部的活塞杆上即形成支撑装置；其中，钢管内径应大于等于千斤顶的活塞杆直径；钢管长度为3～5cm；
步骤二、按步骤一方法搭建支撑装置，支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；其中，受损柱所在层的梁具体为受损柱未受损前支撑的梁；
步骤三、切除受损柱损坏区域断面凹凸不平部分，将受损柱损坏区域的断面处理平整；按步骤一中方法搭建支撑装置，将支撑装置放置于受损柱损坏区域平整的断面处；利用支撑装置的千斤顶将受损柱顶起到未倒塌受损柱的标高；同时，调整步骤二中支撑装置的千斤顶，使千斤顶上部的钢垫板上表面始终支撑在受损柱所在层的梁的中部位置；
步骤四、按步骤一中方法搭建支撑装置，将搭建的支撑装置的钢垫板支撑于上方楼层中受损梁的中部位置，即将钢垫板上表面与受损梁底部表面中部接触；其中，上方楼层为步骤三中受损柱所在楼层的上方楼层；
步骤五、敲碎步骤二和步骤四的受损梁端部区域的压溃混凝土；其中，梁端部区域的压溃混凝土敲碎长度与梁高度和钢筋搭接焊接长度中长度较大值一致；
步骤六、在步骤五中的敲碎混凝土的梁端区域中，调直梁中的未断裂纵筋，对于梁中的断裂钢筋，从钢筋断裂处开始截断钢筋；
步骤七、使用植筋方法修复步骤六中的断裂钢筋，用于植筋的钢筋一端植入梁柱断裂处的节点中，植筋的钢筋一端植入梁柱断裂处节点中的长度的最小长度lmin按式lmin＝max{0.3ls 10d 100mm}计算，其中，d为植入钢筋的公称直径，fy为植入钢筋的抗拉强度设计值，fbd为植筋胶的粘结抗剪强度设计值；植筋的钢筋另一端与受损梁中钢筋搭接焊接；其中，用于植筋的钢筋与步骤六中截断钢筋的型号和直径相同；
步骤八、将箍筋绑扎在受损梁敲碎混凝土区域的钢筋上；其中，箍筋与受损梁中的原有箍筋的型号和直径相同；在受损梁的敲碎混凝土区域支模板，将灌浆料浇筑于敲碎混凝土区域；2天后拆除模板；
步骤九、移除受损柱处的支墩、千斤顶和钢垫板，在受损柱中植筋，在植筋上绑扎箍筋；支模板于受损柱上，将灌浆料浇筑于柱损坏区域；2天后拆除模板；其中，用于植筋的钢筋与受损柱中钢筋的型号和直径相同；钢筋植入柱内长度与步骤七中钢筋植入梁柱断裂处的节点中长度要求相同；
步骤十、移除所有受损梁下的支墩、千斤顶和垫板；其中，移除顺序为从高层依次到低层；修复工作完成。
2.根据权利要求1所述一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，其特征在于：步骤一所述的钢管的长度为4cm。
3.根据权利要求2所述一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，其特征在于：步骤七和步骤九中植筋时钻孔清孔的具体过程为：
(1)、利用气泵吹钻孔中的灰尘残渣，再用毛刷清理孔壁浮尘，然后再用吹尘枪吸吹孔中的灰尘，直到孔内干净为止；
(2)、用脱脂棉沾上丙酮，清洗孔壁后注入植筋胶；其中，孔内丙酮挥发之后，方可注入植筋胶。
4.根据权利要求3所述一种针对RC框架结构连续倒塌的快速修复方法，其特征在于：步骤七和步骤九中植筋的钢筋的处理过程为：
(1)、利用钢丝刷清除钢筋表面氧化层和铁锈；
(2)、利用丙酮清洗钢筋表面油脂。
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