三亚学校抗震加固

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摘要：本文根据商住楼加层续建工程的实利，对首层柱混凝土强度不足等情况进行抗震加固设计，重点介绍抗震加固设计中遇到的问题和解决的方法。

关键词：商住楼，抗震加固设计

1工程概况

某商住楼为8层建筑,其中1、2层为商场,2层以上为住宅。1层高5.5m,2层层高3.8m,3至**层层高3m,总高度27.45m。建筑结构为钢筋混凝土框架结构,人工挖孔桩基础,一柱一桩,桩径均为1.2m。总建筑面积约3100m2。首层柱结构见图1。

图1原首层柱结构图

该工程于2007年1月完成设计工作,2007年3月份开工,在三层梁楼板混凝土施工完毕时,发现首层柱混凝土强度不足。经现场无损和抽芯试验,首层柱(桩**标高～建筑2层梁底标高范围)混凝土强度测试值为25.6～27.5MPa(原设计为C35)。

与此同时,建设单位提出加建一层的要求。增加一层后,房屋总高度变为30.45m,属高层建筑设计范畴。

显然,直接加层势必造成建筑结构的安全隐患,后继施工前,必须对已建部分进行加固处理。处理方法：首先,分析在已建结构上直接加层的结构模型的受力特性,特别需要判别其是否满足《高层混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)(以下简称《高规》)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001) (以下简称《抗规》)的要求,从而确定需加固的结构构件;进而对已建部分结构进行加固设计,较后,验算加固后的加层结构模型是否满足现行规范的各项要求。

2房屋直接加层的结构受力特性分析

2.1直接加层的结构计算模型

原设计采用PKPM系列工程软件SATWAE进行内力分析和配筋计算。为模拟基于首层柱混凝土强度不足情况下,直接加层后建筑结构的受力特性,直接加层的结构模型是在原设计模型的基础上,在建设方要求的加层部位相应增加一个结构层。根据柱混凝土强度报告,改首层柱混凝土强度等级为C25,按《高规》进行设计,振型数取24个(原设计取21个),其余参数同原设计。

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合**静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载。

在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：

1、托换技术

系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构**升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比，具有施工时间短、*、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

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1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;

改变结构计算图形的一般加固方法

(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷;

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结;

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;

D、调整连续结构的支座位置;

E、将结构变为撑杆式结构; F、施加预应力。

(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构 B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换

施工实施中的技术要点及施工方法

首先，对原来的钢结构进行取样、考察、实验的工作一定要认真落实，有专业*的实验室对原来的钢材就行取样实验，做出具体的报告，从而确定所需要的新钢材的焊条规格型号和材质等。

其次，对现场原来的就钢就行清除表面所存在的氧化层，并对钢结构进行喷砂除锈，完成后确定使用可靠地改造、处理以及加固方案。

较后，对于腐蚀氧化层以及渣物的清理要彻底，使用专业的空压机连接**的喷砂除锈机进行处理，对于腐蚀严重的部分，可以使用榔头等进行处理。晒干喷砂除锈机中的细黄沙，在施工时要做好施工人员的防护工作，同时搭设环境保护设施。

现有工程有下列情形之一的，应当进行抗震鉴定：

未经抗震设防或抗震加固的;

未经正式设计进行改建、大规模装修、安装大型设备的;

在使用过程中经过破坏性地震、洪水、风暴等自然灾害，承重结构出现局部倒塌、裂缝或抗震能力严重受损的;

设防烈度提高两度以上(含两度)地区的重要工程;

有严重次生灾害的工程和生命线工程。

抗震鉴定采用的设防烈度应按照国家或行业的标准规范及有关规定执行。

抗震鉴定工作应当由有相应资质的设计或工程咨询单位承担。

经鉴定应加固的现有建设工程，应当按照加固技术规程进行加固。

抗震加固应与城市改造规划、单位及个人的房屋维修、大修计划及企业的技术改造相结合。

抗震加固应**重点，确保有关国计民生的重要工程和生命线工程的抗震能力。