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公寓楼加固设计探析

摘要:随着城市的快速发展,一大批老房屋因超过设计基准周期或使用功能的改变,需要进行加固维修。文章就某底部框架-抗震墙砌体宿舍楼的加固设计进行探析,阐述结构加固设计过程中的注意事项。

关键词:砖混宿舍楼;加固设计;抗震

某公寓宿舍楼,由于使用年限过长,导致墙体材料强度不满足规范要求,且原设计的构造要求也不满足现行国家规范要求,故需要对其进行加固。在加固设计中,首先需明确该房屋的结构体系,按照现行国家规范要求进行计算,确定加固位置,满足相应的构造措施,并进行加固改造。

1工程概况

该公寓宿舍楼位于云南省昆明市,始建于1984年,单体总建筑面积1455m2,为一栋三层底部框架-抗震墙砌体房屋,楼板采用预制板。建成至今首层作为车库,二层和三层作为集体宿舍使用,使用用途一直未改变。由于使用年限过久,在使用过程中,出现漏水等情况,随即业主方请检测中心对该房屋进行结构安全性鉴定。根据鉴定报告:该公寓楼宿舍的整体安全性等级为CSU级,安全性不符合本标准对ASU级的要求,影响整体承载能力,应采取措施,对抗震承载力不符合规范要求的墙体进行加固处理。考虑当时抗震设防要求,经过设计验算插入值分析,根据采取构造措施的实际情况,结合现状检测结果,综合评估约为6度抗震。

2加固目标

考虑到本栋建筑位于市中心,其利用价值较高,通过与业主的充分沟通,本栋建筑后续使用年限按50年考虑,即按B类建筑进行抗震验算以及满足B类建筑的抗震构造措施。

3房屋加固受力分析

3.1原结构体系分析首层只有一道纵墙,车库出入口两侧设构造柱,无纵墙,二层和三层作为集体宿舍,两侧外纵墙均为开洞门窗。从结构体系分析,该建筑结构体系混乱,传力不明确。在计算分析之前,确定该建筑作为底部框架—抗震墙结构进行受力分析。3.2计算模型由于该房屋年代久远且设计资料的缺失,我们根据现场踏勘所得的构件尺寸及检测报告所检测的材料强度和构件尺寸作为主要依据建立结构受力模型。选用pkpm鉴定加固模块进行受力分析。3.3计算结果分析经验算有如下几项不满足规范要求:(1)底层与底部第二层侧向刚度不满足规范要求(抗规7.1.8)。在纵墙方向,底层与第二层的侧向刚度比值为0.81,小于1.0;在横墙方向,底层与第二层的侧向刚度比值为2.32,大于2.0。(2)首层框架柱截面为240mm×240mm,钢筋托墙梁宽240mm,均不满足底部框架—抗震墙结构的构件最小截面的构造要求。(3)二层纵墙开洞面积过大过多,不满足抗震计算要求。(4)同时,根据鉴定报告内容确定,底层和二层的墙块和砂浆强度均以不满足规范最低要求。

4房屋加固设计

4.1结构体系的加固

由于原来的结构体系混乱,传力途径不明确,我们将其修正为底部框架-抗震墙结构,并进行相应的结构验算。结合建筑的使用功能要求,原框架柱采用增大截面法来进行加固,将框架柱的截面尺寸由原来的240mm×240mm增大为400mm×400mm,混凝土强度等级采用C25,钢筋强度等级为HRB400;砌块和砂浆强度等级不满足规范要求的部分,采用钢筋混凝土面层加固法,墙体两侧各增加80mm厚的钢筋混凝土面层,混凝土强度等级采用C25,钢筋强度等级为HRB400。通过上述加固方式,明确结构形式,传力途径简单可靠,对原有构件强度不满足的地方,通过上述加固方法,使之满足规范要求。

4.2局部构件的加固

原房屋底层的钢筋托墙梁不满足规范要求,采用增大截面和外粘贴钢板进行加固,增强托梁的刚度和承载力,并满足规范要求。

4.3抗震构件的加固

由于二层纵墙开洞面积过大,导致部分墙体抗震计算不满足规范要求,采用在纵横墙交界处采取增加构造柱的加固方法,使新增构造柱和原有圈梁连成整体,提高抗震能力,并满足规范要求。

4.4加固后结构验算

加固后的结构验算是一项非常最重要的内容,重新建立计算模型,将加固之后的相关数据输入到计算模型中进行验算,可以得到加固之后的计算结果。根据计算结果,结构的关键性指标均满足规范要求,满足了该建筑后续使用年限的要求,同时也满足甲方的使用功能要求。

5结束语

文章结合实际工程,简单的介绍砖混加固的流程和方法。在加固设计时,应通过检测报告并结合现场踏勘充分了解建筑物的实际情况,了解甲方需求,明确加固目标。之后首先要从结构体系出发,分析结构的整体性及结构布置是否合理,传力是否明确,其次考虑抗震构造和抗震承载力等因素,采用逐级鉴定方法进行综合抗震能力分析,并采取具有针对性的加固措施。

作者:李发福 郭云飞 单位:云南中鼎建筑设计有限公司

参考文献:

[1]砌体结构加固设计规范[S].GB50702-2011.

[2]混凝土结构加固设计规范[S].GB50367-2006.

[3]建筑抗震加固技术规程[S].JGJ116-2009.

[4]民用建筑可靠性鉴定标准[S].GB50292-1999.

[5]建筑抗震设计规范[S].GB50011-2011.

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