現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)
2015-04-14
隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，城市用地逐漸緊張，原有的辦公和住房結(jié)構(gòu)完好,因?qū)訑?shù)少,建筑面積及功能已不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的需求,特別是處于城市中心地帶的舊房。因此,對(duì)已有建筑改造加固也就成了人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。對(duì)已有建筑進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)，最大優(yōu)點(diǎn)是不占用建筑用地,且縮短建設(shè)周期，已越來(lái)得到社會(huì)的重視。在改造之前對(duì)建筑物進(jìn)行合理的計(jì)算分析，繼而才能做出安全、合理、經(jīng)濟(jì)、可行的改造加固設(shè)計(jì)方案。
1 工程概況
某建筑大樓，為十八層現(xiàn)澆框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，框架抗震等級(jí)四級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，基礎(chǔ)采用樁基。原一至三層為普通辦公樓，現(xiàn)改造為超市，超市活載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN／m2，走道、樓梯活載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN／m2，部分區(qū)域?qū)[放大型設(shè)備，荷載根據(jù)實(shí)際設(shè)備重量計(jì)算；同時(shí)，一層到二層在S～R軸與12～15軸之間增設(shè)扶梯，二層至三層在C～D軸與3～15軸之間增設(shè)自動(dòng)人行梯，一層至三層在F～D軸與1～3軸之間設(shè)置升降梯。
2 改造方案確定
具體改造方案的確定需根據(jù)建設(shè)方選購(gòu)電梯設(shè)備尺寸以及功能要求進(jìn)行，本工程具體改造方案要求如下所述。
2.1 扶梯改造方案
本樓一層層高為3900mm，建設(shè)單位訂購(gòu)扶梯高度為3900mm，梯梁水平近距為10475mm，扶梯傾角為35°。扶梯下支撐點(diǎn)需設(shè)機(jī)坑，故在一層15軸左側(cè)需將樓板鑿除并增設(shè)下沉鋼筋混凝土機(jī)坑。扶梯需要有足夠的凈空高度，在二樓在10～15軸鑿除部分樓板，且鑿除12軸框架梁，樓板鑿除部分還需在其邊緣增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁。
2.2 自動(dòng)人行梯改造方案
二層層高為3400mm，訂購(gòu)自動(dòng)人行梯高度為3400mm，梯梁水平近距為18466mm，傾角為12°，其改造與扶梯改造相似，為滿(mǎn)足機(jī)坑和凈空要求，鑿除相應(yīng)位置梁板，同時(shí)考慮自動(dòng)人行梯荷載較大，跨度長(zhǎng)在跨中及9～14軸之間增設(shè)一豎向支撐，新增支撐形式采用立柱橫梁結(jié)構(gòu)，柱子與原結(jié)構(gòu)連接采用植筋。
2.3 升降梯改造方案
升降梯從一層到三層，根據(jù)升降機(jī)所需尺寸在相應(yīng)位置鑿除樓板并增設(shè)相應(yīng)鋼筋混凝土梁。升降梯所需機(jī)房部分考則慮在四層樓面以上1m多處設(shè)置機(jī)房并封頂，同時(shí)考慮以防升降機(jī)運(yùn)作異常情況對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞，在升降機(jī)底基坑下設(shè)置兩個(gè)緩沖墩。
3 改造加固設(shè)計(jì)
3.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
將扶梯、自行人梯、升降梯以及新增現(xiàn)澆混凝土梁板及其荷載加至于框架結(jié)構(gòu)上，并對(duì)鑿除部分梁板構(gòu)件刪減，調(diào)整后采用PKPM軟件進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算后，新結(jié)構(gòu)底層柱墻最大組合內(nèi)力增加不足原結(jié)構(gòu)底層柱墻最大組合內(nèi)力的1％，且原結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)可滿(mǎn)足現(xiàn)改造后結(jié)構(gòu)承載力要求，可不進(jìn)行基礎(chǔ)加固處理；并對(duì)新框架結(jié)構(gòu)剛度，柱、梁等承載力和配筋校核，計(jì)算結(jié)果顯示只存在部分梁板承載力不足。針對(duì)梁配筋面積不足較少的（承載力不足少于40％），可采用粘貼碳布、粘鋼或包鋼進(jìn)行加固，個(gè)別梁承載力明顯不足，則需要進(jìn)行加大截面加固。對(duì)于梁、板加固采用粘貼碳布還是粘鋼或者包鋼加固則根據(jù)工程部位實(shí)際狀況、受力特點(diǎn)等具體情況進(jìn)行綜合考慮分析。
3.2 樓板加固
部分樓板荷載增加，樓板配筋不足，但是樓板剛度滿(mǎn)足要求，則在板面支座、板底采用200G／m2厚度0.111mm碳纖維布加固，高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)及配套膠粘劑。碳纖維布施工應(yīng)注意事項(xiàng)：
?、賹?duì)粘貼部位應(yīng)鏟除抹灰層并用砂輪打磨表面疏松層和油脂，直至露出新混凝土界面，再用丙酮擦拭，若有凹凸不平部位應(yīng)用修補(bǔ)材料補(bǔ)平；
②涂刷基底樹(shù)脂時(shí)，應(yīng)用滾筒刷或特制毛刷均勻涂布在已用丙酮擦凈的混凝土表面，調(diào)好的膠應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完；
③膠粘劑均與涂抹于混凝土表面，其厚度應(yīng)滿(mǎn)足要求；
?、苡锰刂茲L筒沿纖維受力方向在已貼好的碳纖維布上多次滾壓，擠出空氣使用碳纖維布與混凝土表面緊密粘貼；
?、菰谧詈笠粚犹祭w維布表面均勻涂抹膠粘劑；
?、藜庸毯笤谔祭w維布表面應(yīng)作相關(guān)防護(hù)處理，例如粉刷水泥砂漿等。
3.3 梁結(jié)構(gòu)加固
依據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，對(duì)于梁加固采用以下幾種方法加固：
1）承載力不足較少（加固后承載力提高40％以下），采用外粘貼型鋼加固。梁底加固如圖7－1所示；當(dāng)鋼板全部粘貼在梁底面有困難時(shí)，將部分鋼板對(duì)稱(chēng)粘貼在梁的兩側(cè)面，但需把粘貼區(qū)控制在距受拉邊緣1／4梁高度范圍內(nèi)，粘貼鋼板寬度需進(jìn)行修正。梁面支座處粘鋼加固遇柱處應(yīng)繞柱距梁邊在4倍板厚范圍內(nèi)延伸錨固，按此方法雖將鋼板粘貼于樓板上，但在距梁邊在4倍板厚范圍板仍為Ｔ型梁翼緣，可充分發(fā)揮粘貼鋼板的受力性能提高梁面的承載力，并且施工簡(jiǎn)單、方便，延伸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范10.2.4條計(jì)算確定，若確實(shí)無(wú)法繞柱延長(zhǎng)錨固，翻柱子進(jìn)行錨固。
2）在承載力不足偏大（加固后承載力提高仍在40％左右），且抗扭不足的情況下采用外包鋼加固，如圖1所示。鋼箍板需穿過(guò)樓板，鉆孔采用半重疊鉆孔法，箍板穿插安裝、焊接，若梁面有粘貼鋼板，則將其包裹。
