混凝土框架結(jié)構(gòu)加層加固改造的探討

《混凝土框架結(jié)構(gòu)加層加固改造的探討》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、混凝土框架結(jié)構(gòu)加層加固改造的探討【摘要】近年來許多結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)及加層技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)建筑的加固改造及加層技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。木文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)加層加固改造方法進(jìn)行探討?！娟P(guān)鍵詞】混凝土框架結(jié)構(gòu)；加層；加固改造1工程概況原建筑層高：1層為5.4m,2層為4.8m,3層為3.1m。主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板式結(jié)構(gòu)。由于原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不詳，經(jīng)現(xiàn)場檢測主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸只體為.?1）框架柱：1，2層中柱、邊柱截面均為450mm×450mm；3層邊柱截面350mm×

2、;350mm,中柱截面450mm×450mm。2）框架梁：縱、橫向框架梁截面均為250mm×550mm。原結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖1所示。原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式為大直徑人工挖孔灌注井樁，持力層為中密卵石層，樁長約為7m。圖1原結(jié)構(gòu)平面布置圖2原結(jié)構(gòu)檢測與鑒定根據(jù)可靠性檢測鑒定報(bào)告，該建筑地基基礎(chǔ)可靠性評(píng)級(jí)為I級(jí)，即尚不顯著影響整體承載功能和使用功能，可能有極少數(shù)構(gòu)件應(yīng)在安全性或使用性方面采取措施。上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)級(jí)為m級(jí)，即顯著影響整體承載功能和使用功能，應(yīng)采取措施，且可能有極少數(shù)構(gòu)件必須立即采取措施。根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023—200

3、9）[6],該建筑后續(xù)使用年限宜為40年（簡稱B類建筑）。根據(jù)鄰近建筑的地質(zhì)勘察報(bào)告，該建筑所處場地地質(zhì)條件良好，II類場地，屬抗震有利地段。原結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)，樁徑為900mm,樁端擴(kuò)大頭直徑約為1300mm。經(jīng)計(jì)算樁基的承載能力滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的要求，JLL有一定富余。上部結(jié)構(gòu)抗震措施鑒定表明：該建筑抗震等級(jí)為一級(jí)（乙類設(shè)防），結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則，豎向剛度不規(guī)則，現(xiàn)奮框架梁、柱配筋絕大部分不滿足要求。上部結(jié)構(gòu)抗震性能驗(yàn)算表明：結(jié)構(gòu)彈性層間位移角、周期比、軸壓比、樓層抗剪承載力比值等指標(biāo)均不滿足現(xiàn)行規(guī)范［5-8］要求，i部分指標(biāo)超出現(xiàn)行規(guī)范［5-8］限值較多。原結(jié)構(gòu)主要計(jì)算結(jié)果

4、見表1。1加固改造與加層設(shè)計(jì)3.1改造要求根據(jù)建設(shè)單位的使用要求，擬將原3層建筑改造為主體5層、局部6層的建筑。改造后1,2層使用功能仍為綜合商場，3,4層使用功能為小型茶座、咖啡廳，5層為辦公用房，局部6層為設(shè)備用房。新增4,5層層高均為3.3m,局部6層層高為4.5m。新增電梯兩部。3.2抗震加固設(shè)計(jì)由于未改造前結(jié)構(gòu)抗震性能己不滿足現(xiàn)行規(guī)范［5-8］要求，加層前必須對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。根據(jù)檢測鑒定結(jié)果，原框架梁、柱截面明顯偏小，抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2010）［5］限值。本工程采用“外包鋼板-增大構(gòu)件截面-加設(shè)鋼支撐”綜合法對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，艽

5、優(yōu)勢(shì)在于：增大構(gòu)件截面、加設(shè)鋼支撐可以有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度；外包鋼板兼作模板；原低強(qiáng)度框架柱可作為加固后框架柱的芯柱，提高結(jié)構(gòu)的延性；鋼支撐與框架柱之間的連接節(jié)點(diǎn)易于處理，施工方便；同吋增設(shè)鋼支撐不用對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行額外處理?？蚣苤ǜ叻秶龃蠼孛媲彝獍摪?，根據(jù)計(jì)算調(diào)整鋼板厚度，柱新增部分采用無收縮灌漿料（強(qiáng)度不低于C30）,外包鋼板采用Q345鋼。桐架梁在距柱邊1/3跨度范圍內(nèi)增大截面且外包鋼板，為降低造價(jià)，其他部位未外包鋼板僅增大框架梁截面。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)未外包鋼板部分框架梁進(jìn)行配筋，新配鋼筋與梁端鋼板可靠焊接。1,2層鋼支撐均對(duì)稱布置于結(jié)構(gòu)的邊榀，其中①/OA?OC軸和

6、O11/OA?OC軸采用雙向鋼支撐OA/④?⑨軸和OD/④?⑨軸采用單向鋼支撐。3層及以上各層不布置鋼支撐，鋼支撐的布置方式除了滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2010)［5］附錄G的要求之外，還要盡量通過鋼支撐的布置提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，并且調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度中心使蘇與結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心重合，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。鋼支撐與框架梁、柱之間為鉸接，嚴(yán)格控制型鋼寬厚比和長細(xì)比。各層構(gòu)件截面尺寸見表2。3.3加層設(shè)計(jì)考慮到基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)冇一定富余量。若加固、加層后基礎(chǔ)仍能滿足現(xiàn)行規(guī)范［5-8］要求，可不對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。這樣既可以降低加固成本，亦可以避免基礎(chǔ)加固對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響

7、。鑒于此，新增4層、5層和局部6層采用輕型鋼框架結(jié)構(gòu)。主要構(gòu)件截面尺寸見表2。加固、加層后結(jié)構(gòu)透視圖如圖2所示。圖2加固、加層后結(jié)構(gòu)透視圖3.4加固、加層節(jié)點(diǎn)及構(gòu)造設(shè)計(jì)加固、加層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖3所示。為保證原梁柱混凝土與新增梁柱混凝土及新增鋼板之間能夠協(xié)調(diào)工作，在外包鋼板上間距600mm梅花形焊接栓釘，將原梁身、柱身抹灰層剔除后，在原柱身、梁身上間距600mm植入直徑為8mm的螺紋鋼筋。圖3加固、加層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖3.5加固、加層后抗震驗(yàn)算采用PKPM軟件和MIDAS軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。加固、加層后的