現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計
2015-04-14
隨著城市經(jīng)濟建設(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足日益增長的需求,特別是處于城市中心地帶的舊房。因此,對已有建筑改造加固也就成了人們普遍關(guān)心的問題。對已有建筑進行改造加固設(shè)計，最大優(yōu)點是不占用建筑用地,且縮短建設(shè)周期，已越來得到社會的重視。在改造之前對建筑物進行合理的計算分析，繼而才能做出安全、合理、經(jīng)濟、可行的改造加固設(shè)計方案。
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)安全等級為二級，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，框架抗震等級四級，剪力墻抗震等級三級，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，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，超市活載標準值為3.5kN／m2，走道、樓梯活載標準值為3.5kN／m2，部分區(qū)域?qū)[放大型設(shè)備，荷載根據(jù)實際設(shè)備重量計算；同時，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)方選購電梯設(shè)備尺寸以及功能要求進行，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°。扶梯下支撐點需設(shè)機坑，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 自動人行梯改造方案
二層層高為3400mm，訂購自動人行梯高度為3400mm，梯梁水平近距為18466mm，傾角為12°，其改造與扶梯改造相似，為滿足機坑和凈空要求，鑿除相應位置梁板，同時考慮自動人行梯荷載較大，跨度長在跨中及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)升降機所需尺寸在相應位置鑿除樓板并增設(shè)相應鋼筋混凝土梁。升降梯所需機房部分考則慮在四層樓面以上1m多處設(shè)置機房并封頂，同時考慮以防升降機運作異常情況對建筑結(jié)構(gòu)破壞，在升降機底基坑下設(shè)置兩個緩沖墩。
3 改造加固設(shè)計
3.1 結(jié)構(gòu)計算分析
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，并對鑿除部分梁板構(gòu)件刪減，調(diào)整后采用PKPM軟件進行整體結(jié)構(gòu)計算分析。整體結(jié)構(gòu)計算后，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)可滿足現(xiàn)改造后結(jié)構(gòu)承載力要求，可不進行基礎(chǔ)加固處理；并對新框架結(jié)構(gòu)剛度，柱、梁等承載力和配筋校核，計算結(jié)果顯示只存在部分梁板承載力不足。針對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、粘鋼或包鋼進行加固，個別梁承載力明顯不足，則需要進行加大截面加固。對于梁、板加固采用粘貼碳布還是粘鋼或者包鋼加固則根據(jù)工程部位實際狀況、受力特點等具體情況進行綜合考慮分析。
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，高強度Ⅰ級及配套膠粘劑。碳纖維布施工應注意事項：
①對粘貼部位應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用修補材料補平；
?、谕克⒒讟渲瑫r，應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)好的膠應在規(guī)定時間內(nèi)用完；
?、勰z粘劑均與涂抹于混凝土表面，其厚度應滿足要求；
?、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維布表面應作相關(guān)防護處理，例如粉刷水泥砂漿等。
3.3 梁結(jié)構(gòu)加固
依據(jù)計算分析結(jié)果，對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；當鋼板全部粘貼在梁底面有困難時，將部分鋼板對稱粘貼在梁的兩側(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)，粘貼鋼板寬度需進行修正。梁面支座處粘鋼加固遇柱處應繞柱距梁邊在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，并且施工簡單、方便，延伸長度應根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范10.2.4條計算確定，若確實無法繞柱延長錨固，翻柱子進行錨固。
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。
