文档介绍：混凝土框架结构加层加固改造的探讨
【摘要】近年来许多结构加固补强及加层技术不断涌现出来,国内外学者对建筑的加固改造及加层技术进行了大量的研究。本文结合工程实际,对混凝土框架结构加层加固改造方法进行探讨。
【关键词】混凝土框架结构;加层;加固改造
1 工程概况
原建筑层高:1 层为 ,2 层为 ,3 。主体结构形式为钢筋混凝土框架结构,楼屋盖采用现浇钢筋混凝土梁板式结构。由于原设计标准不详,经现场检测主要结构构件混凝土强度等级为 C25。主要结构构件的尺寸具体为:1)框架柱:1,2 层中柱、边柱截面均为 450mm × 450mm;3 层边柱截面 350mm × 350mm,中柱截面 450mm × 450mm。2)框架梁:纵、横向框架梁截面均为 250mm ×550mm。原结构平面布置图如图 1 所示。原结构基础形式为大直径人工挖孔灌注井桩,持力层为中密卵石层,桩长约为 7m。
图 1 原结构平面布置图
2 原结构检测与鉴定
根据可靠性检测鉴定报告,该建筑地基基础可靠性评级为Ⅰ级,即尚不显著影响整体承载功能和使用功能,可能有极少数构件应在安全性或使用性方面采取措施。上部承重结构和围护结构的可靠性评级为Ⅲ级,即显著影响整体承载功能和使用功能,应采取措施,且可能有极少数构件必须立即采取措施。
根据《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009)[6],该建筑后续使用年限宜为40年(简称 B类建筑)。根据邻近建筑的地质勘察报告,该建筑所处场地地质条件良好,Ⅱ类场地,属抗震有利地段。原结构采用桩基础,桩径为
900mm,桩端扩大头直径约为1 300mm。经计算桩基的承载能力满足现行相关规范的要求,且有一定富余。
上部结构抗震措施鉴定表明:该建筑抗震等级为一级(乙类设防),结构平面布置规则,竖向刚度不规则,现有框架梁、柱配筋绝大部分不满足要求。
上部结构抗震性能验算表明:结构弹性层间位移角、周期比、轴压比、楼层抗剪承载力比值等指标均不满足现行规范[5-8]要求,且部分指标超出现行规范[5-8]限值较多。原结构主要计算结果见表 1。
3 加固改造与加层设计
改造要求
根据建设单位的使用要求,拟将原 3 层建筑改造为主体 5 层、局部 6 层的建筑。改造后 1,2 层使用功能仍为综合商场,3,4 层使用功能为小型茶座、咖啡厅,5 层为办公用房,局部 6 层为设备用房。新增4,5 ,局部6 。新增电梯两部。
抗震加固设计
由于未改造前结构抗震性能已不满足现行规范[5-8]要求,加层前必须对原结构进行加固。根据检测鉴定结果,原框架梁、柱截面明显偏小,抗侧刚度远小于《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)[5]限值。本工程采用“外包钢板-增大构件截面-加设钢支撑”综合法对原结构进行加固,其优势在于:增大构件截面、加设钢支撑可以有效提高结构的抗侧刚度;外包钢板兼作模板;原低强度框架柱可作为加固后框架柱的芯柱,提高结构的延性;钢支撑与框架柱之间的连接节点易于处理,施工方便;同时增设钢支撑不用对基础进行额外处理。
框架柱通高范围增大截面且外包钢板,根据计算调整钢