某歷史保護(hù)建筑的加固改造設(shè)計與施工

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1、某歷史保護(hù)建筑的加固改造設(shè)計與施工沈南生（上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計集團工程建設(shè)咨詢有限公司，上海，200041）【摘要】通過對某歷史保護(hù)建筑加固改造項目的設(shè)計實例分析，對既有建筑結(jié)構(gòu)加固改造的加固設(shè)計、加固方法、加固措施、加固措施的適用性等作了闡述并進(jìn)行了深入的討論。歷史保護(hù)建筑的加固設(shè)計，需要有針對性的設(shè)計方案和施工方法綜合考慮，應(yīng)考慮安全，經(jīng)濟及可實施性。且與建筑的使用功能密切相關(guān)。通過對該項目完成后使用情況的檢驗，木項目加固改造的設(shè)計滿足了業(yè)主有關(guān)改造，修繕，保護(hù)的要求，獲得各方好評，總結(jié)所得經(jīng)驗為今后類擬工程提供有益參考?！娟P(guān)鍵詞】既有建筑；保護(hù)建筑；抗震鑒定；老房修繕；抗震加固；加

2、固設(shè)計；加固方法，加固措施一、原設(shè)計工程概況該建筑建于1925年（見圖一建筑效果圖）。占地面積為4280平方米，建筑面積為22032平方米，原設(shè)計由鴻達(dá)洋行（C.H.Gonda牙利）于1924年設(shè)計，華商聯(lián)益營造公司施工。上世紀(jì)五十年代例為上海市第一批優(yōu)秀歷史建筑、上海市市級文物保護(hù)單位，保護(hù)級別為市級。后續(xù)使用年限為30年，屬于A類建筑。改造中需遵守全面地保存、延續(xù)文物的真實歷史信息和價值；不改變文物原狀等法定原則。木工程保護(hù)范圍有外部重點保護(hù)部位為該建筑東、南、丙及北立面,內(nèi)部重點保護(hù)部位為原始門窗、樓梯間及原有特色的裝飾線腳等。二、建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀介紹該建筑上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框

3、架結(jié)構(gòu)體系，地上六層，樓板為先交鋼筋混凝土密肋樓板（見圖二標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖）。下部基礎(chǔ)為柱下木樁加筏板，局部有鋼筋混凝土地下室，木樁規(guī)格為250x250x5000mm。該建筑結(jié)構(gòu)樓層存在樓層錯層的不規(guī)則情況，整體抗震性能差，經(jīng)多次改擴建，搭建荷載混亂，使部分荷載傳遞不合理，結(jié)構(gòu)材料強度低（實測砼強度只奮C13和C15,鋼材Q235,鋼筋HPB235）、構(gòu)件承載力嚴(yán)重不足，軸壓比普遍大于1.0，最大軸壓比2.71。梁板配筋少、截面尺T小、節(jié)點構(gòu)造不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，及其他一些混凝土梁及板鋼筋銹蝕、嚴(yán)重鐵脹，鋼梁梁底素混凝土保護(hù)層脫落，等缺陷。三、主要改造原則：通過本次改建加固，使該

4、建筑的抗震能力和結(jié)構(gòu)整體承載力大幅提高，接近或滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。按照強柱弱梁，墻節(jié)點弱構(gòu)件的原則對：1.改建加固前對現(xiàn)結(jié)構(gòu)卸載。2.選擇輕質(zhì)建材嚴(yán)格控制改建加載重量。減小地震作用影響和避免產(chǎn)生建筑沉降。3.采取合理有效方法，提高框架柱，梁的承載力。4.合理布置抗側(cè)構(gòu)件，增設(shè)剪力墻，控制有害位移，提高結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)能力。四、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基本分析該工程主要設(shè)計參數(shù)：建筑抗震設(shè)防分類：丙類；抗震設(shè)防烈度：7度，地震分組：第一組；建筑特征周期：0.9S（多遇地震建筑結(jié)構(gòu)安全等級：二級；地基基礎(chǔ)安全等級：二級；結(jié)構(gòu)抗震等級:框架三級；設(shè)計基本風(fēng)壓:0.55kN/m2;地面粗糙度類別：C類。場地土類

5、別：上海市IV類。結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用年限:30年；荷載，材料強度略。計算根據(jù)建筑現(xiàn)狀和改建結(jié)果，分別作了改動前后的結(jié)構(gòu)整體分析，蘇結(jié)果一方面作為原結(jié)構(gòu)的不足部分加固設(shè)計依據(jù)；另一方面為0前的結(jié)構(gòu)改建方案的實施，提供新舊對比數(shù)據(jù)分析，以判斷哪些部分是原結(jié)構(gòu)本身存在的不足，哪些是因為0前改建，造成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不足。結(jié)構(gòu)計算采用2010版PKPM系列軟件，按考慮地震作用和不考慮地震作用兩種工況進(jìn)行整體計算分析：通過合理布抗側(cè)構(gòu)件，框架梁端加翼和柱加大截面的方法，等措施。結(jié)構(gòu)剛度大大提高，框架粱超筋量大為減少，相應(yīng)的加固工程量亦大為減少。從計算分析結(jié)果可以看出底層柱軸壓比、結(jié)構(gòu)彈性層間位移角等關(guān)

6、鍵指標(biāo)接近或滿足了現(xiàn)行規(guī)范要求。（分析模型參見圖三）。圖三五、結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及構(gòu)造1.結(jié)構(gòu)全面卸載：鏟除多余樓板建筑面層，.該建筑樓面經(jīng)歷多次裝修，累計的裝修面層厚度180—65mm（總厚度普遍達(dá)280---300mm）。并拆除加建閣樓，進(jìn)行樓面卸載。2.利用建筑隔墻位置，合理布置短肢剪力墻。該工程結(jié)構(gòu)體系雖是框架結(jié)構(gòu)體系，為了不讓框架結(jié)構(gòu)過早進(jìn)入塑性階段，合理的少量的布置短肢剪力墻，可以在框架結(jié)構(gòu)屈服前增加一道防線，使框架體系遭遇地震作用時，更安全更奮效。3.框架柱，從基礎(chǔ)開始，采用外包鋼筋混凝土增大柱截面方法，進(jìn)行加固。該方法的好處就是可以結(jié)合梁柱節(jié)點處設(shè)計的梁加翼，將后續(xù)荷載奮效

7、傳入基礎(chǔ)，減輕原有柱的荷載作用。同時，外包混凝土又對原柱的混凝土起到了三向約束作用，提高了原有柱的承載力和延性。也提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度。柱的加固采用加大截面法，參見圖四。圖五梁的加固4.增設(shè)框架梁端的梁翼。利用梁底和吊頂空間，在粱端加翼，使梁的有效計算跨度明顯減小，直接減小了梁的跨中和支座內(nèi)力，亦即提高了粱的承載能力。梁翼內(nèi)力直接傳入外包柱混凝土。梁的加固，參見圖五。梁柱節(jié)點做法，參見圖六圖六梁柱節(jié)點加固圖5.提高樓層整體剛度，利用建筑面層高度整澆鋼筋混凝