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        某工程改造加固方案分析

        2015-12-11 05:12:32黃洪穎
        福建建筑 2015年7期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)規(guī)范粘貼型鋼

        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.

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