某辦公樓整體加固設(shè)計實例

1、某辦公樓整體加固設(shè)計實例 【摘 要】對一棟20年樓齡的大型辦公樓，進行抗震及承載力加固設(shè)計，文中通過pkpm程序的計算模型，整體分析了原有建筑的各種參數(shù)，并附以手工驗算，得出具體加固措施。 【關(guān)鍵詞】抗震鑒定；后續(xù)使用年限；增大截面加固法；粘帖鋼板加固法 1 工程概況 某辦公樓位于廣州開發(fā)區(qū)，建于1985年。主體為地下一層，地上8層（局部9層）的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。房屋朝向坐北朝南，地下室層高3.4米，首層層高5.2米，二層層高4.5米，三至九層均為4米，總高度41.5米，總建筑面積35253o。該建筑物一直做為政府辦公用房使用。 2012年由于政府搬遷，該大樓改變使用功能，做為“人力資源大市

2、場”使用。經(jīng)專業(yè)的房屋安全鑒定機構(gòu)，對大樓的安全性與抗震性鑒定。結(jié)論。房屋抗震承載力不能滿足7度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防（丙類）建筑抗震設(shè)防要求，梁柱抗震構(gòu)造不滿足規(guī)范要求，應(yīng)對該大樓的結(jié)構(gòu)體系及不滿足抗震要求的構(gòu)件做加固處理。 2 抗震加固設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)選取 根據(jù)房屋鑒定機構(gòu)出的鑒定報告及建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)，本項目抗震措施核查和抗震驗算的綜合鑒定為丙類，既應(yīng)按照本地區(qū)設(shè)防烈度的要求核查其抗震措施并進行抗震驗算。 本項目根據(jù)實際需要和可能，后續(xù)使用年限為40年，其地震作用效應(yīng)及承載力抗震調(diào)整系數(shù)均按現(xiàn)行規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范gb50011-2010要求進行計算。建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0?？拐鹪O(shè)

3、防烈度為7度，地震加速度的設(shè)計值取0.10g。場土類別為類，設(shè)計地震分組屬第一組，特征周期0.35s?？拐鹪O(shè)防類別為丙類，框架抗震等級為二級，按抗震烈度7度計算地震作用，按7度要求采用抗震措施。柱軸壓比限值為0.75。 整體分析采用中國建筑科學(xué)研究院編制的建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件satwe，地震作用和風(fēng)荷載按兩個主軸方向作用，考慮雙向地震及偶然偏心的影響，本項目為高層層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)嵌固點為基礎(chǔ)底板。地面粗糙度類別為b類， 廣州市基本風(fēng)壓值：w0=0.50kn/o，風(fēng)荷載體型系數(shù)：us=1.3。建筑使用用途為人才大市場，人群可能集中，13層活荷載取值為3.5kn/o。 3 計算

4、機程序運算及手工校核 根據(jù)本工程竣工圖中梁柱截面尺寸及材料強度信息，及各層樓面荷載和墻體荷載，輸入計算機程序建模型進行初步計算。發(fā)現(xiàn)大部分框架柱軸壓比超過規(guī)范限制達到0.85左右，梁截面配筋超過竣工圖中實配鋼筋，周期比及位移也屬于比較不利情況。增大柱截面，調(diào)整模型，使上述各項滿足規(guī)范要求： 調(diào)整模型后主要計算結(jié)果： 結(jié)構(gòu)第一平動周期 2.2439s，第一扭轉(zhuǎn)周期 2.0271s；x方向最小剪重比為2.63，有效質(zhì)量系數(shù)94.7%；y方向最小剪重比為2.14，有效質(zhì)量系數(shù)92.48%；各樓層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70%，且不小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，不存在薄弱層?？蚣苤畲笾?/p>

5、軸壓比為 0.72，柱的軸壓比均符合建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求。 3.1 框架柱加固手工驗算 根據(jù)pkpm模型計算結(jié)果知，第1層至第6層大部分框架柱的軸壓比超過0.8的規(guī)范限值，有個別框架柱軸壓比達到0.94，故對框架柱截面采用增大截面加固法。新增加部分混凝土強度與原有框架柱一樣，將大部分框架柱截面每邊增大100mm，個別柱截面每邊增大150mm，代入模型重新試算，導(dǎo)出計算結(jié)果，框架柱軸壓比均在0.60.7之間，滿足規(guī)范要求，且框架柱配筋僅僅比構(gòu)造配筋稍大些。 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范5.4.1條 n=0.9fc0ac0+fc0as0+cs（fcac+fyas） 忽略柱內(nèi)鋼筋計算，將公式簡化為：

6、 n=0.9（fc0ac0 +csfcac） 取其中一個框架柱計算：ac0=700*700=490000mm2 每邊各增加100mm后得：ac 900*100*2+700*100*2=320000 mm2 加固前：n0=0.9fc0ac0 加固后：n=0.9fc0ac0 +0.9*0.8*fcac n0 / n =（ ac0+0.8*ac）/ ac0 =1.522 結(jié)論：框架柱豎向承載力增大約1.5倍，豎向配筋根據(jù)經(jīng)驗配筋?？蚣苤拷畎从嬎憬Y(jié)果配置，并滿足抗震規(guī)范要求。柱加固大樣圖如下： 3.2 框架梁加固手工驗算 根據(jù)pkpm模型計算結(jié)果知，第1層至第5層框架梁計算配筋大于現(xiàn)結(jié)構(gòu)實際配筋，框

7、架梁截面滿足抗剪最小截面要求，實際配箍率偏??；次梁鋼筋及箍筋可以滿足新調(diào)整后的模型計算結(jié)果。分析可知，框架梁配筋增大，實際因為地震力的調(diào)整而增大。 框架梁配筋不足采用粘帖鋼板加固法補強。 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范10.2.3條 m1fc0bx（h0-x/2）+fy0as0（h-）+fspasp- fy0as0（h-h0） 1fc0bx=spfspasp+ fy0as0 -fy0as0- fspasp sp=0.9 不考慮受壓鋼筋影響，公式簡化為 m1fc0bx（h0-x/2） - fy0as0（h-h0） 1fc0bx=0.9fspasp+ fy0as0 取一跨框架梁計算結(jié)果知：m，as0，

8、fc0，b，fy， 可以求出asp的面積，梁底或梁面粘帖鋼板的寬度同梁寬b，asp/b可得出所需增加鋼板的厚度?？紤]到現(xiàn)場施工情況，實際選取鋼板的厚度比計算厚度增大1.5倍。 根據(jù)計算機計算結(jié)果，計算梁配箍 配置在同一截面處箍板的全部截面面積：asp=2bsptsp 結(jié)合加固圖集，取u型鋼板寬度60mm，厚4mm，間距120/240，可以滿足計算要求。 梁加固大樣圖如下： pkpm程序計算可以對建筑物整體抗震驗算提供數(shù)據(jù)，梁柱截面配筋需要用手工驗算，取手工驗算的結(jié)果結(jié)合計算機計算結(jié)果進行配筋。 4 總結(jié)和體會 （1）目前抗震或改造加固工程較多，發(fā)展較早較快的城市對現(xiàn)有房屋的加固也越來越多，但從

9、事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的人員對新建房屋的設(shè)計比較熟悉和重視，而對加固設(shè)計理解不夠深刻，更沒有考慮到材料和施工方面的影響，而且分析計算也不能如新工程設(shè)計那樣按分析軟件計算結(jié)果一套了之，而有必要手算補充，有的構(gòu)件要考慮二次受力。 （2）加固設(shè)計前，對現(xiàn)有房屋結(jié)構(gòu)進行檢測鑒定是有必要的，檢測鑒定報告是加固設(shè)計的依據(jù)，現(xiàn)在加固的材料和方法有較大進展，從事加固設(shè)計的人員應(yīng)熟悉和掌握有關(guān)信息。目前已有加固設(shè)計和施工的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)圖集，為從事加固設(shè)計提供了依據(jù)及方便。但應(yīng)注意，在應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)和圖集時，必須根據(jù)具體工程實際，并考慮當(dāng)?shù)厥┕に胶筒牧锨闆r，合理采用，避免生搬硬套。 參考文獻： 1gb50011-2010 .建筑抗震設(shè)計規(guī)范 2gb50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 3gb50023-2009.建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn) 4jg