我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家,海fd、唐山、汶川等地震給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失,。一些建筑,特別是公共建筑,,如學(xué)校辦公樓等,,其抗震性能鑒定及加固,,便成了人們重視的問(wèn)題。本文對(duì)某辦公樓在抗震性能方面存在的主要問(wèn)題及抗震加固作了介紹,。
[關(guān)鍵詞]抗震加固,,抗震鑒定,抗震性能
一,、工程背景
某辦公樓原建于1956年,,為5層磚結(jié)構(gòu),建筑面積5790.5㎡,,設(shè)有局部地下室,,房屋總高19.2m,當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮抗震,,且年久失修,,經(jīng)房屋安全鑒定部門(mén)鑒定,存在如下問(wèn)題:整個(gè)建筑物全部墻體內(nèi)均無(wú)抗震構(gòu)造柱,;原有的圈梁體系局部斷開(kāi),,未成為封閉體系;基礎(chǔ)埋深近3.0m,,缺乏有效的拉接,;墻體之間、內(nèi)外墻之間無(wú)可靠拉接,。另外,,用PKPM軟件對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算的結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)各層墻段抗力與荷載效應(yīng)之比平均約為0.7,不滿足目前該地區(qū)8度抗震設(shè)防的要求,,應(yīng)進(jìn)行抗震加固,。因該樓地處商業(yè)區(qū)臨街位置,要求加固后保持原外立面建筑風(fēng)格,,不宜采用外加構(gòu)造柱及增設(shè)圈梁方案,,因此,決定采用夾板墻加固方案,,噴射混凝土工藝進(jìn)行施工。
在加固的同時(shí),,還要將其改造具有現(xiàn)代設(shè)施(如中央空調(diào),、先進(jìn)的電信系統(tǒng)等)的辦公用樓。增設(shè)風(fēng)機(jī)房處荷載較大,,需對(duì)相關(guān)的樓板及梁進(jìn)行加固,;墻上開(kāi)洞多且不規(guī)則,結(jié)構(gòu)上需進(jìn)行處理,。
二,、夾板墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1,、夾板墻設(shè)計(jì)夾板墻設(shè)置見(jiàn)圖1`(首層所受到地震作用較大,外墻采用雙側(cè)夾板墻),,圖中粗實(shí)線為夾板墻,。設(shè)有夾板墻的部分形成了3個(gè)類(lèi)似剪力墻筒體的結(jié)構(gòu)形式,它們通過(guò)類(lèi)似“肋”的兩道單側(cè)夾板墻連到一起,,從而更加有效地抵抗地震作用,。板墻伸至室外地坪下500mm處,端部放大成基礎(chǔ)圈梁(JL),,夾板墻的縱筋錨入基礎(chǔ)梁內(nèi),。因此,該方案在增加原結(jié)構(gòu)承載力同時(shí),,有效地解決了原有結(jié)構(gòu)存在的無(wú)構(gòu)造性,、圈梁不閉合、基礎(chǔ)缺乏拉接以及墻體無(wú)拉接的問(wèn)題,。
夾板墻基本參數(shù):混凝土等級(jí)為C25,;墻內(nèi)豎向鋼筋為Φ14@450;穿墻鋼筋為Φ8@600,;梅花狀布置,;錨拉筋為Φ8@600;梅花狀布置,,錨拉筋為Φ8@600,;梅花狀布置,錨入原墻體深度150mm,,錨入樓板80mm,。
2、按規(guī)程進(jìn)行可行性驗(yàn)算,,整體加固效果采用加固后各樓層的綜合抗震能力指數(shù)βs進(jìn)行評(píng)價(jià),,按《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ116-98)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)程》及《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-95),求得本結(jié)構(gòu)各層x,y方向綜合抗震能力指數(shù)βs列于表。
根據(jù)《規(guī)程》第5.1.2條,,加固后樓層的綜合抗震能力指數(shù)不應(yīng)小于1.0,,且不宜超過(guò)下一樓層綜合抗震能力的20%。本加固工程設(shè)計(jì)中,,層1~5加固后綜合抗震能力指數(shù)均大于1,;;加固后層4的x方向的βs比層3的超過(guò)25.9%,,但與《規(guī)程》所界定的20%較接近,,尚可接受,因此本加固設(shè)計(jì)方案可行。
3,、采用“剛度折算模型方法”改進(jìn)驗(yàn)算
在設(shè)計(jì)中,,滿足《規(guī)程》是基本的要求,但僅從《規(guī)程》出發(fā)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)存在以下問(wèn)題:無(wú)法體現(xiàn)局部墻體加固后抗震的情況,;計(jì)算結(jié)果粗糙,;需采用手算進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算。因此,,在設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)方案滿《規(guī)程》要求的同時(shí),,采用“剛度折算模型方法”,應(yīng)用“PMCAD——磚混結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算”軟件對(duì)加固方案進(jìn)行輔助分析,。該方法主要是將混凝土夾板墻按剛度比(彈性模量比)折算為磚墻,,同時(shí)調(diào)整磚砌體設(shè)計(jì)密度,以保證恒荷載設(shè)計(jì)值與實(shí)際情況相符,。在本工程中,,各層磚及砂漿的強(qiáng)度不同(表2),因此各層磚墻的折算剛度不同,,層1~5混凝土與砌體剛度比分別為:11.8,,11.8,15.6,,18.1,,23.4計(jì)算中層1、2及層3,、4,、5分別采用剛度比10(<11.8)及15(<15.6)進(jìn)行分析,即將混凝土夾板墻模擬為厚度增大10,、15倍速的磚墻,。為保持墻體荷載與實(shí)際情況基本相符,算得當(dāng)混凝土與磚墻剛度比采用10時(shí),,磚墻密度取11kN/m3,;剛度比采用15時(shí),磚墻蜜度取9kN/m3,。
各層計(jì)算結(jié)果顯示,,在加固后,層3相對(duì)薄弱(計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2-6.16),。由計(jì)算結(jié)果可看出,,各墻段中抗力與效應(yīng)之比最小值為0.72,平均值約為1.3,,按8度抗震考慮尚可(見(jiàn)圖2-6.17)
三、風(fēng)機(jī)房處樓板及梁的加固
為增設(shè)中央空調(diào),,需將原建筑的一個(gè)房間(見(jiàn)圖1)改造為風(fēng)機(jī)房,。該處原有樓板及樓面梁不能承受新增設(shè)備荷載,。為此,采取如下措施:在原樓板上增設(shè)梁 L1,,L2,,使設(shè)備荷載通過(guò)梁L1,L2傳遞到兩端墻及梁上,,梁L1,,L2截面見(jiàn)圖3。將樓面梁加大截面,,增加鋼筋進(jìn)行加固,,增大其承載能力,做法見(jiàn)圖 4,。
四,、對(duì)墻體開(kāi)洞的處理
因工程改造,需在原墻上開(kāi)設(shè)多個(gè)洞口,,對(duì)承重磚墻極為不利,,歸納為如下幾類(lèi),并采取相應(yīng)措施,;
(1)門(mén)洞高度變更原結(jié)構(gòu)中部分門(mén)洞的高度由2600mm變?yōu)?100mm,,采取措施如圖六所示:放置預(yù)制過(guò)梁GL10.4(240墻2根,360墻 3根),過(guò)梁支座下部采用水泥砂漿坐墊,,其他部位采用干硬性砂漿捻實(shí),、壓緊;砌筑磚墻(1),,澆灌有微膨脹劑的C25級(jí)素混凝土,,并保證與周?chē)鷫w密實(shí),確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,。
(2)設(shè)備洞位于門(mén)洞頂角外側(cè),,設(shè)備洞處于墻體承載的重要部位,不可開(kāi)設(shè),,故改在門(mén)洞的上方,。
(3)較大設(shè)備洞口緊貼樓板設(shè)備洞口較大,且緊貼樓板布置,,如圖七所示,。為傳遞上部荷載,采用增設(shè)現(xiàn)澆過(guò)梁的措施,,且要求混凝土達(dá)到強(qiáng)度后再行開(kāi)洞,。
(4)洞口過(guò)于集中,如圖八所示,當(dāng)洞口間墻體很少,,承載能力差,,可將有洞范圍視為一個(gè)大洞口,采取措施如下:現(xiàn)澆梁CL2,,截面b×h為墻厚×120mm,,待過(guò)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后開(kāi)洞,放套管,,將洞口附近的墻體做成夾板墻,。
(5)洞口位于梁墊下梁墊下方是墻體受力的重要部位,不允許開(kāi)洞,,洞口應(yīng)移至45°線范圍以外,。
五、結(jié)束語(yǔ)
改造舊房與建新房相比有三大優(yōu)點(diǎn):工期短,,投資少,,效益高。我國(guó)20世紀(jì)五六十年代修建的大批工業(yè)與民用建筑,,已有數(shù)十億平方米進(jìn)行中老年期,,其鑒定維修加固已大量提到議事日程上來(lái)。對(duì)磚混結(jié)構(gòu)采用夾板墻加固是磚混結(jié)構(gòu)加固的一個(gè)重要方法,,在我國(guó)具有廣泛的應(yīng)用前景,。本文較為詳細(xì)在論述了夾板墻的加固設(shè)計(jì),加固效果評(píng)價(jià)的過(guò)程,,并采用作者提出的“剛度折算模型方法”進(jìn)行了驗(yàn)算,,還總結(jié)了由于增設(shè)中央空調(diào)等現(xiàn)代化設(shè)施對(duì)承重墻不利影響的處理方法、希望能為相關(guān)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考,。
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