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建筑加固

天津办公楼抗震加固改造施工

来源:北京华盛康达专业建筑拆除加固 编辑:华盛康达 时间:2018-12-25 09:15
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天津办公楼抗震加固改造施工
天津办公楼抗震加固改造施工
、公司施工专业 具备施工资质。
下面以工程案例诠释:
一、工程背景
 
  某办公楼原建于1956年,为5层砖结构,建筑面积5790.5㎡,设有局部地下室,房屋总高19.2m,当时设计没有考虑抗震,且年久失修,经房屋安全鉴定部门鉴定,存在如下问题:整个建筑物全部墙体内均无抗震构造柱;原有的圈梁体系局部断开,未成为封闭体系;基础埋深近3.0m,缺乏有效的拉接;墙体之间、内外墙之间无可靠拉接。另外,用PKPM软件对原结构进行抗震验算的结果表明,该结构各层墙段抗力与荷载效应之比平均约为0.7,不满足目前该地区8度抗震设防的要求,应进行抗震加固。因该楼地处商业区临街位置,要求加固后保持原外立面建筑风格,不宜采用外加构造柱及增设圈梁方案,因此,决定采用夹板墙加固方案,喷射混凝土工艺进行施工。
 
  在加固的同时,还要将其改造具有现代设施(如中央空调、先进的电信系统等)的办公用楼。增设风机房处荷载较大,需对相关的楼板及梁进行加固;墙上开洞多且不规则,结构上需进行处理。
 
  二、夹板墙结构设计
 
  1、夹板墙设计夹板墙设置见图1`(首层所受到地震作用较大,外墙采用双侧夹板墙),图中粗实线为夹板墙。设有夹板墙的部分形成了3个类似剪力墙筒体的结构形式,它们通过类似“肋”的两道单侧夹板墙连到一起,从而更加有效地抵抗地震作用。板墙伸至室外地坪下500mm处,端部放大成基础圈梁(JL),夹板墙的纵筋锚入基础梁内。因此,该方案在增加原结构承载力同时,有效地解决了原有结构存在的无构造性、圈梁不闭合、基础缺乏拉接以及墙体无拉接的问题。  
 
  夹板墙基本参数:混凝土等级为C25;墙内竖向钢筋为Φ14@450;穿墙钢筋为Φ8@600;梅花状布置;锚拉筋为Φ8@600;梅花状布置,锚拉筋为Φ8@600;梅花状布置,锚入原墙体深度150mm,锚入楼板80mm。
 
  2、按规程进行可行性验算,整体加固效果采用加固后各楼层的综合抗震能力指数βs进行评价,按《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116-98)(下文简称《规程》及《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95),求得本结构各层x,y方向综合抗震能力指数βs列于表。 
 
  根据《规程》第5.1.2条,加固后楼层的综合抗震能力指数不应小于1.0,且不宜超过下一楼层综合抗震能力的20%。本加固工程设计中,层1~5加固后综合抗震能力指数均大于1;;加固后层4的x方向的βs比层3的超过25.9%,但与《规程》所界定的20%较接近,尚可接受,因此本加固设计方案可行。
 
  3、采用“刚度折算模型方法”改进验算
 
  在设计中,满足《规程》是基本的要求,但仅从《规程》出发进行加固设计存在以下问题:无法体现局部墙体加固后抗震的情况;计算结果粗糙;需采用手算进行统计及计算。因此,在设计方案在设计方案满《规程》要求的同时,采用“刚度折算模型方法”,应用“PMCAD——砖混结构抗震验算”软件对加固方案进行辅助分析。该方法主要是将混凝土夹板墙按刚度比(弹性模量比)折算为砖墙,同时调整砖砌体设计密度,以保证恒荷载设计值与实际情况相符。在本工程中,各层砖及砂浆的强度不同(表2),因此各层砖墙的折算刚度不同,层1~5混凝土与砌体刚度比分别为:11.8,11.8,15.6,18.1,23.4计算中层1、2及层3、4、5分别采用刚度比10(<11.8)及15(<15.6)进行分析,即将混凝土夹板墙模拟为厚度增大10、15倍速的砖墙。为保持墙体荷载与实际情况基本相符,算得当混凝土与砖墙刚度比采用10时,砖墙密度取11kN/m3;刚度比采用15时,砖墙蜜度取9kN/m3。 
 
  各层计算结果显示,在加固后,层3相对薄弱(计算结果见图2-6.16)。由计算结果可看出,各墙段中抗力与效应之比最小值为0.72,平均值约为1.3,按8度抗震考虑尚可(见图2-6.17) 
 
  三、风机房处楼板及梁的加固
 
  为增设中央空调,需将原建筑的一个房间(见图1)改造为风机房。该处原有楼板及楼面梁不能承受新增设备荷载。为此,采取如下措施:在原楼板上增设梁L1,L2,使设备荷载通过梁L1,L2传递到两端墙及梁上,梁L1,L2截面见图3。将楼面梁加大截面,增加钢筋进行加固,增大其承载能力,做法见图4。 
 
  四、对墙体开洞的处理
 
  因工程改造,需在原墙上开设多个洞口,对承重砖墙极为不利,归纳为如下几类,并采取相应措施;
 
  (1)门洞高度变更原结构中部分门洞的高度由2600mm变为2100mm,采取措施如图六所示:放置预制过梁GL10.4(240墙2根,360墙3根),过梁支座下部采用水泥砂浆坐垫,其他部位采用干硬性砂浆捻实、压紧;砌筑砖墙(1),浇灌有微膨胀剂的C25级素混凝土,并保证与周围墙体密实,确保养护质量。
 
  (2)设备洞位于门洞顶角外侧,设备洞处于墙体承载的重要部位,不可开设,故改在门洞的上方。
 
  (3)较大设备洞口紧贴楼板设备洞口较大,且紧贴楼板布置,如图七所示。为传递上部荷载,采用增设现浇过梁的措施,且要求混凝土达到强度后再行开洞。
 
  (4)洞口过于集中,如图八所示,当洞口间墙体很少,承载能力差,可将有洞范围视为一个大洞口,采取措施如下:现浇梁CL2,截面b×h为墙厚×120mm,待过梁混凝土强度达到100%后开洞,放套管,将洞口附近的墙体做成夹板墙。  
 
  (5)洞口位于梁垫下梁垫下方是墙体受力的重要部位,不允许开洞,洞口应移至45°线范围以外。