注冊(cè)建筑師：結(jié)構(gòu)計(jì)算及加固方案的設(shè)計(jì)

　　結(jié)合北京某鍋爐房結(jié)構(gòu)改造工程，介紹了混凝土結(jié)構(gòu)加層，加固設(shè)計(jì)方法和施工技術(shù)。在加層方法，樁基礎(chǔ)地基加固處理理，混凝土柱增大截面加固處理等方面作了論述。

　　我院于2005年1月承攬?jiān)O(shè)計(jì)了北京某地鍋爐房加層加固改造工程。該工程始建于1994年，主體為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為擴(kuò)底灌筑樁，梁、柱、基礎(chǔ)均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。一層～二層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。三層為預(yù)制混凝土空心樓板。由于擴(kuò)建要求需對(duì)該樓局部加高兩層，為此對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。該工程主要技術(shù)難點(diǎn)是保證新舊混凝土結(jié)構(gòu)共同作用和減少鍋爐附屬管溝的開挖對(duì)樁基礎(chǔ)的影響。

　　一、結(jié)構(gòu)計(jì)算及加固方案的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)原有設(shè)計(jì)圖紙，本樓原初設(shè)計(jì)采用的是擴(kuò)孔灌注樁，樁基礎(chǔ)考慮樁側(cè)摩擦力，樁身長(zhǎng)度9.5米。地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，樁端持力層為粉砂層，容許端承載力400Kpa.主體為框架結(jié)構(gòu)空心磚墻填充，層高分別為4.5m，3.5m，3.5m，原有結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，抗震設(shè)防烈度為8度。

　　根據(jù)工藝要求，原二層附加鋼制設(shè)備需要移動(dòng)位置。因?yàn)榇虽撝圃O(shè)備重量較大，將近35噸，利用原有屋面無法固定，所以必須重新澆筑混凝土梁，預(yù)埋埋件才能固定。因此設(shè)計(jì)小組商議決定將原有屋面整體揭除，重新澆筑梁板。

　　我們采用了中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的satwet三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)加層加荷后結(jié)構(gòu)整體計(jì)算。(計(jì)算時(shí)根據(jù)規(guī)范我們將混凝土和鋼筋的強(qiáng)度乘以0.9的折減系數(shù))。結(jié)果顯示自震周期、層間位移均、底層柱軸壓比均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，說明加層，加荷后建筑物整體的承載力，抗震能力不能滿足要求，必須處理。

　　因此我們對(duì)底層柱采用加大截面，外包鋼處理，并在4.5米柱中部增植混凝土梁(原設(shè)計(jì)4.5米柱內(nèi)側(cè)無梁拉接)，以此增加結(jié)構(gòu)整體性。并將整體加固模型用三維空間結(jié)構(gòu)軟件分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。通過核算，本建筑物雖然局部加高了兩層，附加設(shè)備荷載增大了，樁頂附加內(nèi)力卻沒有顯著的變化。工程小組分析，原有工程中附加設(shè)備荷載校大，受力分布點(diǎn)距離單柱較近，所以大部分荷載通過單柱傳遞到基礎(chǔ)上。新增兩層后，附加設(shè)備荷載受力點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整，改變了荷載分布狀況、傳力途徑，使力均勻傳遞到周圍的基礎(chǔ)，所以樁頂附加外力沒有顯著變化。原有樁基礎(chǔ)滿足使用要求，不需要處理。

　　總結(jié)分析結(jié)果我們確定了加層加固整體方案：

　　1、將原有屋面揭除，重新澆注梁板，預(yù)埋埋件。

　　2、從基礎(chǔ)頂?shù)灼饘⒌讓又孛婕哟螅溆嘀孛嫱獍摷庸?。整個(gè)工程采取減輕結(jié)構(gòu)體系自重，加層不加荷的原則，采取相應(yīng)措施。我們更換了墻體材料采用較輕的加氣混凝土塊砌筑，屋面采用輕鋼屋面。新澆筑的混凝土，比原有混凝土高一個(gè)標(biāo)號(hào)。

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