辦公樓加固改造設(shè)計(jì)

1、辦公樓加固改造設(shè)計(jì)據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，老舊建筑加固改造比新建可節(jié)約投資50左右，縮短工期60 ，收回投資的速度比新建快3倍5倍。上世紀(jì)80年代及以前計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)分析軟件尚未廣泛應(yīng)用和普及,結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果存在很多不足：結(jié)構(gòu)計(jì)算模型簡化近乎理想狀態(tài)（如：多層計(jì)算假定為無側(cè)移剛架模型）、計(jì)算采用平面空間模型而非三維空間模型、計(jì)算結(jié)果缺乏足夠的可靠性和安全性；同時，這個時間修建的建筑經(jīng)過30年左右的使用，結(jié)構(gòu)的耐久性已下降，使用功能也會發(fā)生改變。所以對這類建筑結(jié)構(gòu)的加固改造是必要的。1、工程概況*公司辦公樓*占地3766.22平方米，建筑呈“L”型布局，總建筑面積12570平方米，初始設(shè)計(jì)為7層框架結(jié)構(gòu)，19

2、89年建成5層框架結(jié)構(gòu)投入使用，1994年增加3層，該房屋為8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，為L形布置，在拐角處設(shè)有變形縫。圖片1.3 辦公樓結(jié)構(gòu)平面示意圖（各層類似）本辦公樓自修建至今已使用27年，歷經(jīng)不同的的業(yè)主使用，建筑的辦公使用功能總體沒有變化，但多次的裝修改造造成了部分梁、板、柱構(gòu)件不同程度的損傷，本次裝修改造的原則也是不改變辦公樓的使用功能，局部個別房間為滿足現(xiàn)行國家相關(guān)規(guī)范的要求改造成衛(wèi)生間和設(shè)備用房；在經(jīng)歷了5.12汶川地震、4.20蘆山地震都未對其進(jìn)行加固改造。本次加固改造設(shè)計(jì)為保證在后續(xù)使用年限內(nèi)的可靠性、安全性，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50367-2013）的規(guī)定，本工

3、程結(jié)構(gòu)加固后的后續(xù)使用年限為30年（簡稱A類建筑）。 2、加固設(shè)計(jì)的所遇問題及解決業(yè)主提供的原始資料缺失較多，僅有初始設(shè)計(jì)的7層建筑各專業(yè)的圖紙和本工程的抗震鑒定報(bào)告。1994年的加層結(jié)構(gòu)圖、第一次修建按5層修建的結(jié)構(gòu)圖、本工程兩次施工的竣工圖以及期間幾次裝修改造圖均沒有。針對此問題，又委托檢測單位對本工程進(jìn)行全面的檢測15層以現(xiàn)場檢測復(fù)核原結(jié)構(gòu)圖為準(zhǔn)，二次修建的6、7、8三層以現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)作為復(fù)原本工程結(jié)構(gòu)模型依據(jù)。通過上述處理，基本準(zhǔn)確完整的把加固設(shè)計(jì)模型建立起來。3、本工程結(jié)構(gòu)抗震鑒定及安全性鑒定結(jié)論3.1、現(xiàn)場檢測結(jié)論1、樓面梁存在局部混凝土脫落，縱筋、箍筋外露銹蝕；局部混凝土脫落，

4、縱筋、箍筋外露銹蝕；出屋面構(gòu)架挑梁底部箍筋銹脹，梁體表面滲水、霉變，部分梁底，箍筋銹脹；水箱抬梁底部鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重；部分樓（屋）面梁近支座處梁側(cè)面面層開裂，最大裂縫寬在0.10.2mm間。樓面板個別區(qū)域板跨中，并存在錯動現(xiàn)象；現(xiàn)澆板存在個別鋼筋外露，鋼筋被局部截?cái)喱F(xiàn)象，現(xiàn)象較普遍。房屋外裝飾條存在損傷或缺失現(xiàn)象；部分墻面及吊點(diǎn)存在滲水現(xiàn)象。2、混凝土柱強(qiáng)度推定值介于24.3MPa40.9MPa間；混凝土梁強(qiáng)度推定值介于25.8MPa36.0MPa間；混凝土板強(qiáng)度推定值介于29.0MPa39.7MPa間。3、混凝土柱碳化深度在6.0mm6.5mm間；混凝土梁碳化深度在6.0mm6.5mm間；混

5、凝土板碳化深度在6.5mm7.0mm間。碳化深度小于保護(hù)層厚度，鋼筋處于混凝土堿性保護(hù)中。4、辦公樓X向無明顯傾斜規(guī)律；Y向無明顯傾斜規(guī)律，傾斜率整體滿足規(guī)范要求。3.2、抗震鑒定結(jié)論辦公樓結(jié)構(gòu)構(gòu)造有多處不符合抗震要求，部分房間存在鋼筋露筋、銹蝕；填充墻與混凝土梁、柱存在豎向或水平裂縫；個別混凝土梁近支座處梁側(cè)存在混凝土豎向裂縫；填充墻拉結(jié)筋設(shè)置；各樓層綜合能力抗震指數(shù)均大于1.0，綜合抗震能力滿足A類房屋要求，但部分抗震構(gòu)造措施不滿足要求，部分樓層框架柱軸壓比超限，部分柱配筋不滿足抗震承載力要求，部分框架梁配筋不滿足抗震承載力要求，應(yīng)采取措施進(jìn)行抗震加固處理。3.3、安全性鑒定結(jié)論辦公樓地基

6、基礎(chǔ)為Bu級，上部承重結(jié)構(gòu)為Cu級，圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為Cu級。根據(jù)地基基礎(chǔ)和上部承重結(jié)構(gòu)的評定結(jié)果，按其中較低等級確定，該建筑鑒定單元的安全性評級為Csu級，安全性不符合該標(biāo)準(zhǔn)對Asu級的要求，顯著影響整體承載力。3.4、相關(guān)建議1、對軸壓比超限處的框架柱進(jìn)行加固處理。2、對混凝土柱及梁抗震承載力不滿足要求的構(gòu)件進(jìn)行加固處理。3、對出現(xiàn)裂縫及露筋銹蝕的混凝土構(gòu)件采取措施進(jìn)行處理。4、對穿管、鋼筋截?cái)?、鋼筋外露銹蝕的混凝土板采取措施進(jìn)行處理。5、應(yīng)綜合考慮該房屋后期裝修改造的影響，并結(jié)合本報(bào)告，對該房屋進(jìn)行整體復(fù)核驗(yàn)算及加固改造設(shè)計(jì)，未經(jīng)設(shè)計(jì)許可或技術(shù)鑒定，不得隨意增加荷載。4、本工程結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)4

7、.1、設(shè)計(jì)荷載1、活荷載取值：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)活荷載最大分布的某一分位值。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范自GBJ9-87版起就規(guī)定在樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值在調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，考慮荷載隨時間和空間的變異性，進(jìn)而采用了概率統(tǒng)計(jì)模型，持續(xù)性活荷載和臨時性活荷載統(tǒng)一采用等時段的平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過程概率模型，假定（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T=50年）： a荷載出現(xiàn)的概率為P，不出現(xiàn)的概率為lP； h荷載持續(xù)一次作用時間為，則在準(zhǔn)基期為荷載變動次數(shù)r=T； c荷載任意時點(diǎn)的概率分布函數(shù)是相同的。 根據(jù)以上假定，=10年，r=5次，出于分析上的方便，對活荷載分布函數(shù)采用了極值I型分布函數(shù)：F

8、（x）= exp -exp-( x- u ) 其中 ：u ：眾值 u = µ- 0.5772 / ：尺度參數(shù)=/ 2.4495 µ、為分布函數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。 二者根據(jù)Tukstra的組合原則，并按一定的分位值，得出樓面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（Qk1）。但在結(jié)構(gòu)加固時，由于結(jié)構(gòu)已處于服役期，因此荷載基準(zhǔn)期T =50 年的假定已不再適應(yīng)，而應(yīng)改成目標(biāo)使用期 T(t )=30年，根據(jù)上述理論得出30年的荷載基準(zhǔn)期內(nèi)的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qk2）。參荷載規(guī)范的條文說明Qk2相當(dāng)于0.95 Qk1。本次加固設(shè)計(jì)活荷載取值采用了現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定，未進(jìn)行折減，以保證建筑結(jié)構(gòu)加固后的后續(xù)使

9、用年限內(nèi)的活荷載可靠度。2、建筑恒載卸荷處理：本工程自1989年建成已使用27年，并幾經(jīng)變更業(yè)主，各個使用單位根據(jù)自己的喜好對本工程就進(jìn)行過多次裝修。原設(shè)計(jì)的建筑樓面為水磨石地面，現(xiàn)狀為地磚樓面，根據(jù)檢測單位現(xiàn)場實(shí)測建筑結(jié)構(gòu)面以上的二次建筑裝修層厚度有100mm左右。為滿足后續(xù)使用結(jié)構(gòu)安全要求，也是加固施工工藝對結(jié)構(gòu)表面的要求，對結(jié)構(gòu)面層以上的二次裝修層進(jìn)行剔除卸荷處理；同時本次建筑房間分隔增加墻體采用輕質(zhì)隔墻板（不大于0.8kN/）或玻璃隔斷；本次樓面裝修采用：走道、大廳及衛(wèi)生間設(shè)計(jì)為地磚地面（荷載大小與原設(shè)計(jì)相當(dāng)），其余房間設(shè)計(jì)為地毯地面?，F(xiàn)狀計(jì)算模型及結(jié)果，不滿足抗震驗(yàn)算部位：結(jié)構(gòu)空間振

10、動模型圖結(jié)構(gòu)加固前柱配筋超限圖4.2、加固設(shè)計(jì)加固設(shè)計(jì)思路：鑒于本工程原設(shè)計(jì)時間在上世紀(jì)80年代，結(jié)構(gòu)空間計(jì)算考慮不足，造成結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度偏弱，本次加固設(shè)計(jì)著重對框架梁、柱的結(jié)構(gòu)整體加固，重點(diǎn)對框架柱的加固底層按混凝土加大截面處理，二層以上的加固部位采用外包型鋼加固，以保證結(jié)構(gòu)的軸壓比在0.90以下；在八層會議室兩側(cè)的框架柱為單跨框架，盡管其各項(xiàng)構(gòu)造指標(biāo)均滿足規(guī)范，為保證其安全度均進(jìn)行外包型鋼加固處理（以避免其加固后的剛度相對于下一層突變，會議室兩側(cè)的框架柱自一層加固至8層）；結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度取現(xiàn)場實(shí)測值與原設(shè)計(jì)值的較小值，這樣偏于安全。原設(shè)計(jì)底部三層為梁、板、柱混凝土強(qiáng)度為300號，折算成現(xiàn)行規(guī)

11、范的混凝土強(qiáng)度為C28，三層以上部位混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度為25號，折算成現(xiàn)行規(guī)范的混凝土強(qiáng)度為C23。檢測單位實(shí)際檢測數(shù)據(jù)中只有3層有一個點(diǎn)低于原設(shè)計(jì)值。 對軸壓比超限處的框架柱采用加大界面法進(jìn)行加固處理，因此類問題多在底部產(chǎn)生，加上本建筑為上世紀(jì)90年修建就，側(cè)向剛度偏弱，在下部尤為嚴(yán)重。所以采用增大截面法加固設(shè)計(jì)不僅可以提高加固框架柱的承載能力，而且還可以通過加大其截面剛度，改變其自震頻率，使正常使用階段的性能在某種程度上得到改善。此加固方法施工簡單，將原柱截面加寬160200mm。 對承載力不滿足要求的鋼筋混凝土柱采取外包型鋼法加固設(shè)計(jì)，其加固特點(diǎn)是被加固構(gòu)件的截面和自重增加不大，基本不

12、影響建筑空間尺寸，施工工期較短。 對承載能力不滿足要求的鋼筋混凝土梁采取粘貼鋼板進(jìn)行處理，粘鋼加固的主要特點(diǎn)是被加固構(gòu)件的截面和自重增加不大，基本不影響建筑效果，施工作業(yè)隊(duì)周邊環(huán)境干擾小，可靠性高。加固計(jì)算模型及加固部位：結(jié)構(gòu)空間振動模型圖4.3結(jié)構(gòu)加固后分析結(jié)果加固設(shè)計(jì)前、后的主要結(jié)果對比如下：結(jié)構(gòu)位移控制參數(shù)加固設(shè)計(jì)前作用方向XY樓層最大層間位移與該樓層平均值的最大比值1.061.26樓層層間最大位移與層高之比的最大值1/10631/781加固設(shè)計(jì)后作用方向XY樓層最大層間位移與該樓層平均值的最大比值1.041.25樓層層間最大位移與層高之比的最大值1/11151/801最大軸壓比：加固設(shè)計(jì)前：1.14；加固設(shè)計(jì)后：0.80樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)（最不利前三位）加固設(shè)計(jì)前序號X向Y向12.32.823.63.133.73.2加固設(shè)計(jì)后序號X向Y向16.05.627.67.137.87.1樓層抗震能力系數(shù)（最不利前三位）加固設(shè)計(jì)前序號X向Y向11.41.421.61.532.32.1加固設(shè)計(jì)后序號X向Y向13.92.824.83.434.93.5樓層綜合抗震能力指數(shù)：體系影響系數(shù)、局部影響系數(shù)的取值：體系影響系數(shù)：0.8，局部影響系數(shù)的取值：0.7.加固節(jié)點(diǎn)詳圖：五、結(jié)語1.確定合理的后續(xù)使用年限，可以