黃洪穎

(廈門合道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 福建廈門 361004)

1 工程概況

某碼頭客運(yùn)聯(lián)檢大樓擬對平臺部分區(qū)域進(jìn)行加固改造。加固區(qū)域包括3個結(jié)構(gòu)單體:室外平臺2區(qū)(包括地下一層及地上一層)、上平臺車道和下平臺車道，總建筑面積約為14000m2。本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，地震分組為第二組，場地類別為II類。基本風(fēng)壓Wo=0.80kN/m2，地面粗糙度:A類。本工程結(jié)構(gòu)安全等級二級，結(jié)構(gòu)后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限為40年。

2 鑒定報(bào)告的結(jié)論

2.1 通過對國際郵輪碼頭客運(yùn)聯(lián)檢大樓2區(qū)和坡道抗震措施復(fù)核及抗震計(jì)算分析，可以得出以下結(jié)論:

(1)個別框架角柱未設(shè)置全長加密箍筋，不滿足規(guī)范要求。

(2)根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，2區(qū)、坡道一和坡道二部分框架柱的承載力不滿足要求，2區(qū)和坡道二部分梁的承載力不滿足要求。

(3)根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，2區(qū)和坡道二部分板的承載力不滿足要求。

2.2 結(jié)合上述結(jié)論，提出以下建議:

(1)對不滿足承載力要求的框架柱、梁、樓板可采取加大截面法、外包型鋼法或粘貼碳纖維法等進(jìn)行加固。

(2)其他抗震措施不滿足規(guī)范要求的部位，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范采取合理的加固處理措施。

3 結(jié)構(gòu)加固方案比選

3.1 結(jié)構(gòu)加固說明

(1)根據(jù)業(yè)主要求，本工程改造加固主要為加固設(shè)計(jì)后的區(qū)域應(yīng)能滿足滿載旅游大巴(49座)的通行及停靠。根據(jù)相應(yīng)規(guī)范、規(guī)程及相關(guān)資料，旅游大巴(49座)的滿載重量約為14T，折算成樓面活荷載約為16.0kN/m2，本加固計(jì)算暫按16kN/m2荷載計(jì)算如下(表1):

表1 屋面活荷載比較圖

(2)恒荷載:60厚改性瀝青混凝土+60厚AC－16C瀝青混凝土+DPS防水劑+60厚鋼筋混凝土墊層:g=(0.06+0.06+0.0675)×25=4.7kN/m2

(3)客車行駛的振動，對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有一定影響。

(4)傳統(tǒng)加固方法主要有:增大截面法;粘貼碳纖維加固法;粘貼鋼板，型鋼加固法;鋼絞線加固法等。各加固方法比較如(表2):

表2 加固方法比較

3.2 結(jié)構(gòu)加固計(jì)算和方案比選

本加固工程考慮旅游大巴在平臺上行駛和?？?，活荷載暫按16kN/㎡進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，原結(jié)構(gòu)平面布置圖如(圖1)。

圖1 原結(jié)構(gòu)平面布置圖

3.2.1 現(xiàn)選取原施工圖中○P/⑥～⑦軸框架梁進(jìn)行加固方案比較，該框架梁斷面為400×1000，底部鋼筋為9Φ25，各加固方案比較如下:

(1)梁底采用粘貼型鋼加固法:

①按400mm寬的鋼板，厚度為16mm，不合理

②采用型鋼為兩側(cè)L150X12的角鋼加圍箍鋼板

圖2 框架梁粘貼型鋼做法

框架梁按此方法設(shè)計(jì)存在不合理:主要車行的荷載為動荷載，平臺板在長期振動荷載作用下，框架梁耐久性不足;經(jīng)計(jì)算后，局部配筋不足偏差過大，采用粘貼型鋼加固不合理;結(jié)構(gòu)膠的耐久性，型鋼自重大，采用粘型鋼做法存在缺陷。

(2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，考慮采用加設(shè)鋼支撐加固法，使平臺板荷載能直接傳到基礎(chǔ)

鋼支撐加固法(一)如(圖3，圖4)

優(yōu)點(diǎn):施工工藝簡單，施工速度快，對原結(jié)構(gòu)的框架柱不鑿除損傷;

缺點(diǎn):影響建筑的平面功能，因地下室為停車庫或商鋪店面

鋼支撐加固法(二)如(圖5，圖6)

圖3 鋼支撐加固法模型(一)

圖4 鋼支撐加固法(一)

圖5 鋼支撐加固法模型(二)

圖6 鋼支撐加固法(二)

優(yōu)點(diǎn):荷載傳力途徑直接，對原結(jié)構(gòu)的框架柱不鑿除損傷，幾乎不影響建筑功能使用;

缺點(diǎn):施工工藝較復(fù)雜，鋼支撐可以解決框架梁加固，可是對次梁加固無法進(jìn)行，考慮整體性不合理。

(3)粘貼碳纖維布、或碳纖維板加固法

①400mm寬，0.167mm厚的纖維布粘貼16層，不合理

②采用碳纖維板為1.2mm厚需要3片，不合理

(4)加大截面加固法

梁斷面加高150mm底部配筋6Φ25，可行

3.2.2 原結(jié)構(gòu)板厚120mm，板底鋼Φ8@140，現(xiàn)各方案比較如下:

加大截面加固法 粘貼鋼板或型鋼加固法粘貼碳纖維布、或碳纖維板加固法板加固原板厚度為120mm，板頂新增加的厚度60mm，板底新增加的厚度40mm雙向每米板按300mm寬的鋼板，厚度 為 4mm，間 距300mm雙向每米板300mm寬，0.167mm厚的纖維布粘貼1層，間距200

4 專家咨詢意見

專家組成員在查閱圖紙、計(jì)算書并聽取建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位對本工程的介紹后，經(jīng)認(rèn)真討論形成以下意見:

(1)本工程按照國家現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行加固設(shè)計(jì)基本可行

(2)本工程加固方案優(yōu)先選用加大截面法，對于較次要構(gòu)件也可在滿足強(qiáng)度、剛度、耐久性及防火要求前提下采用其他有效的加固方案。

(3)本工程的使用活荷載應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況做進(jìn)一步的分析，建議參照《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ11－2011中的城－B級汽車荷載驗(yàn)算并考慮車輛密集和頻繁行駛情況。

(4)計(jì)算模型需與實(shí)際受力和構(gòu)造狀況相吻合以考慮加固部分應(yīng)變滯后的影響等。

(5)本工程加固涉及的構(gòu)件量大面廣，應(yīng)對加固質(zhì)量提出檢測驗(yàn)收要求，建議在大面積加固前先行局部加固并進(jìn)行堆載實(shí)驗(yàn)以確保加固質(zhì)量。

(6)為確保加固施工質(zhì)量和施工安全，在平臺加固施工期間需對平臺的使用采取“限載、限行、限速”等施工措施，建議暫停使用封閉施工。

5 加固方案選定

經(jīng)各方案的比較及聽取專家意見，根據(jù)本工程荷載較大，考慮振動荷載和耐久性要求，確定本工程加固方案如圖(11):

5.1 梁采用增大截面加固法如(圖7，圖8)

圖7 邊梁增大截面法

圖8 中梁增大截面法

5.2 樓板采用增大截面加固法如(圖9)

圖9 板增大截面法

5.3 柱配筋復(fù)核

柱采用增大截面法加固如(圖10):

5.4 基礎(chǔ)復(fù)核

圖10 柱增大截面加固法

該區(qū)域基礎(chǔ)采用沖(鉆)孔灌注，持力層為中風(fēng)化巖;樁直徑D1000～D1600，通過驗(yàn)算復(fù)核加固改造后的上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的內(nèi)力，單樁承載力均可滿足要求，基礎(chǔ)承載力可滿足改造后上部結(jié)構(gòu)的是要要求，基礎(chǔ)可不加固處理。

圖11 增大截面法加固平面圖

6 結(jié)論

一些舊建筑物功能改變，需要維修加固改造。本文通過工程實(shí)例，對現(xiàn)有常用的加固方法:增大截面加固法;粘貼鋼板、型鋼加固法;粘貼纖維復(fù)合材料加固法鋼絞線加固法;增設(shè)支點(diǎn)加固法進(jìn)行綜合對比，結(jié)合實(shí)際工程實(shí)際情況和要求，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全和滿足建筑功能要求的前提下，選擇更為合理的方案，旨在為類似工程改造加固設(shè)計(jì)提供一些參考。

[1]GB50009－2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[2]GB50011－2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50010－2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GB50007－2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB50367－2013，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]GB50550－2010，建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[7]王玉玲，肖緒文等.既有建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社.2010.7.