某醫(yī)院框架結(jié)構(gòu)房屋新增設(shè)備荷載計(jì)算分析及樓板加固設(shè)計(jì)

1、某醫(yī)院框架結(jié)構(gòu)房屋新增設(shè)備荷載計(jì)算分析及樓板加固設(shè)計(jì)摘 要：近些年來，隨著醫(yī)療條件的不斷完善和醫(yī)院規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多醫(yī)院會(huì)出現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備需要更新和新置問題，安置新的設(shè)備到房間內(nèi)就意味著樓面荷載 的改變，往往會(huì)導(dǎo)致原設(shè)計(jì)構(gòu)件的承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，因此，在安置新的 設(shè)備前，必須對(duì)安裝設(shè)備區(qū)域荷載進(jìn)行校核并驗(yàn)算相關(guān)構(gòu)件的承載力，對(duì)不滿足 要求的構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)，以確保安置新設(shè)備后的平安、正常使用。本文以 某醫(yī)院框架結(jié)構(gòu)房屋新增設(shè)備為例進(jìn)行局部荷載計(jì)算分析并進(jìn)行樓板加固設(shè)計(jì)， 為后續(xù)出現(xiàn)相似情況的加固設(shè)計(jì)作為參考?！娟P(guān)鍵詞】：框架結(jié)構(gòu) 新增設(shè)備 荷載 等效荷載 加固 設(shè)計(jì)1工程概況該房屋建筑平面

2、基本形狀為矩形，地上6層，地下一層，采用現(xiàn)澆鋼筋混 凝土框架結(jié)構(gòu)，按8度抗震設(shè)防，建筑物基礎(chǔ)為鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，樓板 均為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板。原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樓面活荷載為2. 0kN/m2o2檢測(cè)評(píng)定結(jié)果主要內(nèi)容概括如下：（1）該房屋結(jié)構(gòu)選型正確，傳力途徑明確，節(jié)點(diǎn)連接可靠，設(shè)計(jì)文件齊全, 且滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。（2）該房屋地基基礎(chǔ)穩(wěn)定。（3）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土梁、柱構(gòu)件混凝土強(qiáng)度滿足原設(shè)計(jì)要求，及梁、柱構(gòu) 件混凝土強(qiáng)度均能到達(dá)C30,鋼筋數(shù)量及保護(hù)層厚度滿足原設(shè)計(jì)要求。3加固設(shè)計(jì)要求現(xiàn)需在某樓板上新增一臺(tái)自重約4. 31的設(shè)備，設(shè)備與樓板接觸區(qū)域（基座） 為2400mmXlOOOinm,設(shè)備基礎(chǔ)

3、采用C25以上200nlm厚細(xì)石素混凝土，新增設(shè)備 局部平面布置圖詳見圖E涉及到區(qū)域的主梁截面尺寸為300mmX 700mm,次梁截面為250X650nlm,為滿足新增設(shè)備后的平安正常使用，進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。彩做/圖1新增設(shè)備局部平面布置圖4設(shè)備房間荷載計(jì)算(1)設(shè)備基座：2400nunX 1000mm,采用200mm厚C25細(xì)石素混凝土0.2x25 = 5&即/(2)設(shè)備自重：790kN/nt(3) 30厚水磨石地面：O.65kN/ni(4)耐磨樓面：Q95kN/nf(5) 120厚現(xiàn)澆樓板及頂棚做法：+局部荷載2) + ( + (5； = 27.SkN/nf活載：ZOkN/R5設(shè)備房間新增局部

4、荷載下的最大彎矩根據(jù)設(shè)備擺放位置，將樓面結(jié)構(gòu)上的局部荷載換算為等效均布荷載，本工程 為連續(xù)梁、板，換算時(shí)按照單跨簡支計(jì)算，在計(jì)算內(nèi)力時(shí)按連續(xù)梁、板考慮。雙向板的等效均布荷載按照單向板的計(jì)算規(guī)那么進(jìn)行計(jì)算，分別安裝四邊簡支 板進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后取其中較大值。其余計(jì)算原那么參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附 錄c執(zhí)行。5. 1按照局部荷載作用面的長邊平行于板長跨時(shí)計(jì)算板跨度為：/ = 4800？荷載的擴(kuò)散寬度為：bcx =切、+2s + h = 2400 + 2 x 200 + 150 = 2950 rmn ,bcv =鬃 + 2s 十力=1000 + 2 x 200 +150 = 1550 mm荷載有效分布寬

5、度為：b = bcv + 0.7/ = 1550 + 0.7 x 4800 = 4910設(shè)備局部荷載中心距離非支承邊的距離：d = 2000/;?/? = 2455 2有效寬度應(yīng)予以折減，折減后有效分部寬度為:. b4910b = + d = + 2000 = 445522板的最不利計(jì)算簡圖如圖2。圖2板的最不利計(jì)算簡圖作用在板有效分布寬度范圍內(nèi)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（1）恒荷載畫彳即 少 * 9=0.65+0.95 +3.3 = 4.9%加在有效分布寬度內(nèi)的荷載為4.9 x 4.455 = 25.1 IkN/m（2）無設(shè)備區(qū)域的活荷載=2.0 x4.455 =8.9（3）設(shè)備荷載設(shè)備搬運(yùn)時(shí)動(dòng)力系數(shù)取

6、1.1, 17.90 x1.1 = 19.6%/%，設(shè)備基礎(chǔ)在板上所占面積內(nèi)的活荷載應(yīng)扣除，扣除后產(chǎn)生的沿板跨均布線荷井治 19.69-2.0 x2.4x1.0 _ A.載為：q、= 5.05kN/m2.95因此，在板有效分布寬度范圍內(nèi)的最大彎矩設(shè)計(jì)值為：由可變荷載效應(yīng)控制的組合“max = J L2xq值+2+：/xL2x呢 2一/）=V 1.2X4.9 +1.4X8.9U X4.82 +-x5.05x 1.2 x 4.8 x 2.95 / 2-）884.8= 6172kNm由永久荷載效應(yīng)控制的組合 TOC o 1-5 h z Mnax = * 135x/ + L4xO.7x/ 2+12x1

7、35x/Z?X 2 ooi12 95=* 135 x 4.9 +1.4 x 0.7 x 8.917 x 4.82 + - x 5.05 x 135 x 4.8 x 2.95 100-7 =15.2xl06 2x = 11.25m/77相對(duì)界限受壓區(qū)高度計(jì)算4 =粵 =0125 V或=0.85&=0.4896 ,滿足 %100要求。11.25-0.00330.01=2.486,取 = 1.0本工程設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度I級(jí)碳纖維布，碳纖維布的有效截面面積為:. iZooAo + ()Ao 1.0 X143 X 000X11.25 - 300 X 335 ,。2=; = 38*火力1.0 x1600采用一層0. 167mm厚的碳纖維布，Ini寬度板帶內(nèi)的碳纖維布總寬度為:8 =3-=2287小，因此選用100mm寬碳布，間距200mm進(jìn)行粘貼。0.167加固設(shè)計(jì)時(shí)也可采用承載力校核中的鋼筋相差面積進(jìn)行加固計(jì)算。7總結(jié)通過本工程實(shí)例可以知道，對(duì)于改造工程中的局部荷載固定位置，可以先將 局部荷載等效為均布荷載，再根據(jù)最不利情況進(jìn)行荷載組合，直接計(jì)算出局部荷 載下的跨中最大彎矩，以跨中最大彎矩進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè) 部中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布，2012；2 一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試復(fù)