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某住宅建筑爆炸后承重构件置换与加固

文档作者：杨志冈 1 李晓霞2 文档来源： 1．山东理X-大学建筑工程学院 2．淄博职业学院，		点击数：	更新时间： 2025年09月28日
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2013年2月上施工技术
第42卷第3期CONSTRUCTION TECHNOLOGY 41
===========================================================================================：
DOI：10．7672／sgjs2013030041
某住宅建筑爆炸后承重构件置换与加固
杨志冈0 1，李晓霞2
(1．山东理X-大学建筑工程学院，山东淄博255012；2．淄博职业学院，山东淄博255012)
【摘要]某5层砖混结构住宅由于发生煤气爆炸致使结构发生局部破坏，爆炸造成房间内承重墙体鼓闪裂缝变形，
预制板断裂和承重梁下挠开裂。根据现场鉴定进行结构加固设计和施工处理，通过采用置换方式把预制空心板改
为槽钢加现浇混凝土板，把原梁凿除后置换为同截面的现浇梁，消除了爆炸对主体结构的影响，保证了该住宅楼的
安全性。
[关键词]加固；爆炸；砖混结构；置换；设计；施工
[中图分类号】TU746．3 【文献标识码】A [文章编号]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工程概况
淄博市某住宅楼为1998年建成的砖混结构住
宅，共5层(带半地下室)，建筑面积1 735m2，7度抗
震设防，砌体结构材料为MUl0机制砖和M5．0混
合砂浆，结构内的圈梁、构造柱、过梁、花篮梁均为
现浇，混凝土强度等级为C20，钢筋强度等级为Ⅱ
级，楼板主要为预制空心板。
2010年1 1月，该住宅楼1-201室因管道液化气
泄露发生爆炸事故，造成1—201室、1-101室两户房
屋结构构件严重损坏，尤其是1层顶板出现了严重
断裂和坍塌，1层客厅顶部花篮梁产生下挠，跨中出
现横向拉伸裂缝，卧室承重墙体出现鼓闪裂缝变
形，由爆炸引起的火灾使得部分墙体脱落。1·101
【作者简介]杨志刚，讲师，国家一级注册结构工程师，E-mail：sdlgyzg
@126．COnl
[收穑日期]2012-07-22
室内破坏情况如图1所示。
图1 1层结构破坏示意
Fig．1 Structure failure of first floor
万方数据
42 施工技术第42卷
2现场鉴定结论及分析
1)该住宅楼地基基础没有产生因爆炸造成的
滑移现象和不均匀沉降变形。因基础埋置较深，爆
炸未对地基基础产生明显影响。
2)采用经纬仪对该住宅的东山墙倾斜变形和
鼓闪变形进行检测，结果表明该山墙墙面平整度较
好，未发生倾斜和鼓闪，经现场逐户鉴定，主要是
1—201室墙体损坏比较严重，在爆炸点所在位置的南
侧西卧室，爆炸造成了该卧室西墙(包括南阳台隔
墙)严重鼓闪裂缝变形，最大鼓闪裂缝15ram，平均
鼓闪裂缝11mill，西墙砖表面局部有崩裂剥落现象；
卧室东墙产生鼓闪裂缝，墙体中下部产生了水平裂
缝，宽2—5ram，长约2 500ram；墙体鼓闪裂缝在北面
表现明显。卧室南侧门窗之间的墙垛倒塌，窗下墙
体产生了斜向裂缝，最大宽度15ram，北侧墙体有2
道斜裂缝，最大宽度1．2ram，门口墙垛有倾斜错位
裂缝现象；东卧室局部墙体砖表面有崩裂剥落现
象，应为救火时，烧热墙体砖受冷水作用温度骤降
所致，剥落深度约10ram。
3)1．201室客厅及卧室顶棚梁、板有明显的掀
动痕迹，客厅花篮梁中部产生多道横向裂缝，梁两
端也产生了剪切斜裂缝，最大宽度0．3ram，客厅预
制板有横向断裂裂缝，最大宽度0．3ram，补空板顺
板缝宽4mm，卫生间现浇楼板出现1条贯穿裂缝，
缝宽0．2mm。
4)西卧室楼面板断裂塌陷，由于楼面有40ram
混凝土面层的连接作用，预制板尚未完全坍落，客
厅及其他房间楼面板有断裂现象。
5)1-201室爆炸后引发火灾，由于过火时间较
短，过火范围较小，钢筋混凝土结构及墙体有抹灰
层保护，现场鉴定抹灰层已脱落的混凝土构件及墙
体表面颜色基本没有明显变化和其他破坏现象，可
以判定火灾对该楼主体结构未造成明显影响。
最终鉴定结论为除与爆炸点相邻的上下两层
外，其他住户及地下室房屋结构构件损坏轻微；爆
炸产生的火灾由于扑救及时，并未对住宅楼的主体
造成明显破坏；对该住宅楼的已损坏结构构件，经
加固维修后可以消除爆炸对主体结构的影响，能保
证该住宅楼的安全性。基于该鉴定结论和处理意
见，对工程进行了加固设计和施工处理。
3加固设计
3．1承重墙体加固设计
本工程的承重墙体由于出现鼓闪裂缝，而并未
出现倒塌，所以承重墙体无需更换。对于细微裂缝
且数量较多，发展基本稳定的裂缝采用纯水泥浆灌
缝修补；对裂缝较宽的采用配筋水泥砂浆填缝；对
于出现鼓闪的墙体首先对鼓闪部分进行剔除，对于
其强度削弱部分采用钢筋网砂浆面层进行加固。
3．2承重梁置换
原结构梁截面为240ram×400ram的花篮梁，底
部纵向钢筋为3th20，原计划采用外包钢进行加固，
考虑到此种方法对梁外观影响较大，最终决定采用
全部置换法对原结构梁进行更换。梁置换的第1步
为先用钢管对支撑在原梁上的预制板进行卸载，经
验算，采用咖lOOmm的圆钢管间距为1m足以支撑
起整个楼面的质量，当把楼板支撑起以后，原下挠
的梁出现了明显的变形恢复。在保护好原有受力
钢筋的前提下，对原结构混凝土进行了人工凿除。
在梁的两端预留长约200ram的45。斜坡，作为以后
新旧混凝土的结合面。新浇筑梁混凝土采用高强
灌浆料GSM，设计时按C30混凝土强度等级取值。
新浇梁跨中弯矩为81kN·m，跨中剪力为0，实际配
筋为2韭22，并保证端部植筋深度≥20d；新浇梁端
部弯矩为0，剪力为68kN，实际配筋为盐8@100，并
增加2业20抗剪筋。
设计偏于保守，未考虑原结构梁中仍存在的底
部和上部已经产生屈服变形的钢筋，作为一种安全
储备存在。植筋深度按照《混凝土结构加固设计规
范》GB50367--2006和《混凝土结构后锚固技术规
程}JGJl45--2004并结合实际工程经验确定。
关于梁新旧混凝土结合处截面抗剪公式问题
一直有争议，《混凝土结构后锚固技术规程》
JGJl45--2004推荐的公式为：
K=0．5A工(1)
美国ACI规范认方新旧混凝土界面剪力是摩
擦抗剪，参照其摩擦抗剪公式为：
K=A“，且圪≤0．骐A。(2)
式中：肛值取1．0(表面凿毛，凿毛深度5mm)或者
0．6(接触面未凿毛)；A。为垂直通过界面的钢筋面
积航为新旧混凝土抗压强度的较小值；A。为新旧
混凝土交界面积(受弯构件取受压区面积)。
本工程采用公式(1)，其抗剪承载力为136kN，
采用公式(2)为137kN，均超过计算最大剪力68kN，
为提高安全储备，端部又采用化学植筋植2韭22抗
剪筋，长300mm。
由于原结构设计中花篮梁端部有现浇混凝土
柱，经检测本次爆炸并未对该柱产生影响，参照原
图纸配筋进行核算，该柱能承受改造后荷载，故花
篮梁配筋锚人原混凝土柱的安全性能够得到保证。
梁端部抗剪截面如图2所示。其中，新旧混凝土梁
之间预留斜槎，表面凿毛处理，刷1道界面剂，初凝
前浇筑新混凝土。
万方数据
2013 No．3 杨志刚等：某住宅建筑爆炸后承重构件置换与加固43
——V————一
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@22新增受匀骶‘以(巧列
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构造柱2QQ l
a梁端支座
§8@100
P+逊剁
b横截面
图2梁端部截面示意
Fig．2 Section of beam end
3．3承重板置换
由于原房间的预制板全部断裂，并出现横向裂
缝，需要进行更换。考虑到实际施工时不可能把一
个房间的预制板全部拆除后现浇(会引起承重墙体
失稳造成建筑倒塌)，所以采取了“撤一换一”的设
计和施工方案。预制板在墙端部静力切割以后，仍
有部分板头留在墙内，导致圈梁不能支撑全部新浇
混凝土板，只有穿过板孔的混凝土能支撑于圈梁，
削弱了楼板端部承载力。设计中采用了加槽钢梁
的方式做成型钢混凝土板，楼板内短向钢筋与槽钢
焊接，纵向钢筋插入板孔，如图3a所示。槽钢两端
深入墙体作为简支梁设计，改变了原来楼板的受力
传递途径，由原来的板．墙模式变为板一槽钢-墙模
式。经验算，槽钢的强度和变形均能满足要求。槽
钢现浇板端部接头处理如图3b所示。
4加固施工要点
在墙体裂缝修补中，采用配筋水泥砂浆填缝进
行修补，主要的施工方法为：在缝两侧每隔4～5皮
砖剔凿出一道长约1 OOOmm，深30—40ram的砖缝，
后埋入HPB300咖6钢筋，端部完成直钩并嵌入砖墙
竖缝内，然后用强度等级为MIO的水泥砂浆嵌实，
如图4所示。
在置换施工过程中，梁板的置换及节点的处理
是施工的要点和难点，施工中的注意事项如下。
I)新旧混凝土结合面处的抗剪处理本工程
承重梁主要是跨中出现裂缝，而端部混凝土质量较
好，所以施工时端部预留45。斜槎，以增大新旧混凝
土接触面积。资料表明，旧混凝土表面的凿毛处理
和涂刷界面剂对结合面的抗剪能力影响很大，所以
植入原预制板墙内部分
a剖面
预制板缓静力切割预制板
j { ／js鲫o，端部植入骂翌L一、—一．一n㈣L 己 、陋 -I．f一铲一f—弋是
荔玩葡， 500 l 7
玩礁珍嬲1 21120抗剪插筋
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么
一么
240 L
b端部构造
图3槽钢现浇板示意
Fig．3 Channel steel with
cast．in．situ concrete slab
图4配筋填缝密封修补示意
Fig．4 Crack repairment after steel
bars putting into the walls
施工时特别强调了混凝土表面的凿毛，要求深度≥
6ram，同时每400mm键槽200mm×200mm×25ram，
使得新旧混凝土界面形成抗剪销键。
2)保证植筋深度满足设计要求严格执行植
筋的各项操作要点，并在相同基材上做拉拔试验，
抗拉强度达到360MPa而不破坏，即可认为植筋能
满足要求。对于因原混凝土厚度不满足植筋深度
的情况，采取穿透墙体端部加锚板的措施。
3)安全问题客厅更换的现浇梁板并不能同
时完成，需要做好现浇梁后逐块更换预制板，所以
存在现浇板和梁的连接安全问题，由于采用槽钢梁
承担现浇板荷载，槽钢梁的一端稳定问题显得尤为
(下转第64页)
万方数据
施工技术第41卷
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12
a立面
b 2—2支撑宽度与墙体等厚c 2—2支撑宽度比墙体厚
图7支撑穿过构造柱做法
Fig．7 Method of support passing through
constructional column
2)支撑安装前应根据施工环境，对焊接工艺进
行安装前工艺检验，工艺检验合格后方可进行正式
焊接。
3)十字接头对接焊缝应在焊缝两端设置引弧
和引出板；其材料和坡口形式应与焊件相同。引弧
和引出的焊缝长度：CO：气体保护焊应>2Gram。焊
接完毕应采用气割切除引弧和引出板，不得用锤击
落，并修磨平整。
4)焊接完毕后，应对焊接质量外观、焊缝坡口、
摩擦面质量、焊缝探伤报告进行检查。
5)下雪或下雨时不得露天施焊，构件焊区表面
潮湿或冰雪没有清除前不得施焊，风速≥2m／s时应
采取挡风措施。
7 结语
甘肃国际会展中心五星级酒店工程，由于核心
筒不能布置在结构的质心位置，导致扭转效应明
显。采用TJⅡ型屈曲约束支撑后，不仅结构抗扭刚
度以及扭转位移比都满足设计要求，同时减少了结
构用钢量，增强了结构耗能能力，减小了罕遇地震
下的结构位移反应。
参考文献：
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试验研究[J]．工程抗震与加固改造．2012(2)：1-7．
(上接第43页)
重要，施工中采用在梁中做预埋件，然后与槽钢梁
焊接的方式解决。为保证楼板钢筋的锚固，现浇板
内穿梁的双层钢筋在做梁筋时预先扎好，长度满足
现场条件，待预制板拆除后可与现浇板焊接。梁板
连接节点如图5所示。图中现浇楼板钢筋在浇筑混
凝土前预留，后与板钢筋焊接。
图5梁板连接节点
Fig．5 Joint connection of beam and slab
5结语
采用对承重梁和预制板进行置换的方法对爆
炸后的房屋结构重新进行加固，并对置换后的构件
节点等关键部位进行详细设计和施工，能保证置换
构件与原结构共同受力，围护结构安全。采用置换
方式能避免普通加固方法中的二次受力、应力滞后
及外观缺陷等因素，大大提高了结构的安全度，此
方案实施后得到了甲方和鉴定方的一致认可。
参考文献：
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