摘 要:蘇州某既有建筑由于建成后從未投入使用,根據(jù)蘇州市政府相關(guān)部門意見,將其改造為工業(yè)展覽館。改造過程中除了要消除該既有建筑原本施工的質(zhì)量問題,還要滿足由于抗震等級和設(shè)防烈度的提高所帶來的構(gòu)造措施和基本要求的變化,這在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固中較少涉及,對以后同類工程的改造具有一定借鑒意義。
關(guān)鍵詞:既有建筑;加固;設(shè)防烈度
1 工程概況
既有建筑位于蘇州某區(qū)的靠近商業(yè)中心的區(qū)域,京杭大運(yùn)河西側(cè),周邊有居住小區(qū)、辦公園區(qū)以及已建成的軌道交通1號線。該建筑于2008年5月進(jìn)行建筑設(shè)計,并于2009年項目整體竣工驗收。由于該建筑自建成之日起,從未投入使用,根據(jù)蘇州市政府相關(guān)部門意見,將該建筑改造為工業(yè)展覽館。該建筑為地下一層、地上兩層整體現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋,建筑面積達(dá)9750.65m2。
2 加固的難點(diǎn)及分析
2008年,設(shè)計時所依據(jù)的抗震規(guī)范為GB500112001,蘇州地區(qū)仍屬于抗震設(shè)防烈度六度區(qū)域,該既有建筑按照抗震設(shè)防烈度六度,設(shè)計基本地震加速度值為0.05g設(shè)計,框架的抗震等級為四級。當(dāng)該改造項目啟動時,依據(jù)的抗震規(guī)范為GB500112010,蘇州地區(qū)已經(jīng)劃分為抗震設(shè)防烈度七度區(qū)域,所要改造成的工業(yè)展覽館需要按照抗震設(shè)防烈度七度,設(shè)計基本地震加速度值為0.1g設(shè)計,框架的抗震等級為三級。這就為加固工作帶來一定的難度。為確定該既有建筑的安全性和抗震性能,甲方委托蘇州市房屋安全鑒定管理處對該建筑進(jìn)行安全性鑒定和抗震鑒定。根據(jù)鑒定報告,該既有建筑存在以下問題:
(1)部分承重混凝土柱主筋直徑不滿足設(shè)計要求;
(2)局部梁柱的保護(hù)層厚度不滿足要求;
(3)局部承重混凝土梁柱箍筋加密區(qū)長度不滿足要求,箍筋間距個別處不滿足設(shè)計;
(4)局部梁柱核心區(qū)箍筋間距不滿足設(shè)計要求;
(5)部分梁柱剪壓比超限、剪扭驗算超限、全截面配筋率超限。
在初步加固方案完成后,建設(shè)單位與設(shè)計單位報請了建筑工程抗震設(shè)防審查,審查專家提出了以下幾點(diǎn)意見:
(1)工程進(jìn)行加固改造后,梁的縱向鋼筋的錨固長度,仍不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求;
(2)梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋的配箍率,核心區(qū)箍筋的間距,不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求;
(3)建議設(shè)置剪力墻,提高框架結(jié)構(gòu)承載力,彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不足。
根據(jù)《安全鑒定報告》和《抗震設(shè)防審查專家意見》可以看出,除了該既有建筑原本施工質(zhì)量的問題,造成本加固改造項目難度的最大原因在于抗震等級和設(shè)防烈度的提高,由于標(biāo)準(zhǔn)的提高,結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施和基本要求發(fā)生了較大的改變,在傳統(tǒng)的加固做法中較少涉及。
3 加固方案及實施
根據(jù)該既有建筑提供的現(xiàn)場情況及原有設(shè)計資料,并考慮目前使用功能和布局的改變,同時考慮現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定,進(jìn)行計算,計算分析采用中國建筑研究院開發(fā)的PKPM V2.2版進(jìn)行分析計算。將現(xiàn)計算結(jié)果與原結(jié)構(gòu)計算書進(jìn)行比較,判斷其合理性后,進(jìn)行加固設(shè)計。根據(jù)計算結(jié)果及《安全鑒定報告》提出的問題,本次加固方案有針對性地提出了一些解決方案:
(1)對于柱主筋直徑不滿足設(shè)計要求的情況,通過柱子增大截面的做法以保證柱子的承載能力,這就要求先將原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理干凈,再將表面鑿毛,使得新澆灌的混凝土或高強(qiáng)灌漿料形成剪力鍵,達(dá)到最好的效用。
(2)對于局部梁柱的保護(hù)層厚度不滿足要求,部分梁柱剪壓比超限、剪扭驗算超限、全截面配筋率超限的情況,同樣利用增大梁柱截面的做法來保證構(gòu)件的設(shè)計要求。
(3)對于局部承重混凝土梁柱箍筋加密區(qū)長度不滿足要求,箍筋間距個別處不滿足設(shè)計的情況,可考慮結(jié)合增大截面做法和粘貼碳纖維布的做法,根據(jù)計算結(jié)果,若新工況所需要的配筋不大于原設(shè)計配筋的15%,可以使用粘貼碳纖維布的做法,除此之外,采用加大截面加固的方法。如果采用粘貼碳纖維布加固的方法,應(yīng)先對砼構(gòu)件陽角部位采用角磨機(jī)修整R=20mm的圓弧,并對砼表面凹凸不平部位進(jìn)行打磨修平處理。砼表面如有較大的剝落、蜂窩等缺陷時應(yīng)進(jìn)行鑿除按找平處理方法進(jìn)行找平處理。粘貼碳纖維布時,要根據(jù)浸漬樹脂產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的施工方法混合配制浸漬樹脂,然后按設(shè)計要求裁剪碳纖維布,碳纖維布按通長布置,不設(shè)搭接,并在已作底涂的基面上均勻地涂抹一層浸漬樹脂,涂抹后立即將碳纖維布敷設(shè)在基面上,用滾筒壓到位,然后用滾筒再涂一層浸漬樹脂。用滾筒順纖維方向多次滾壓,擠除氣泡,使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟,在碳纖維表面浸漬樹脂指觸干燥后盡快進(jìn)行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。除此之外,還需要對表面進(jìn)行防火處理。
(4)對于局部梁柱核心區(qū)箍筋間距、箍筋的配箍率不滿足設(shè)計要求,在梁柱核心區(qū)采用等代箍筋穿梁,并根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB500112010第6.3.9條計算滿足要求。
(5)由于工程進(jìn)行加固改造后,梁的縱向鋼筋的錨固長度,仍不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,因此對梁支座進(jìn)行加腋處理,以彌補(bǔ)梁縱向鋼筋錨固長度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的缺陷。
(6)適當(dāng)布置剪力墻,提高框架結(jié)構(gòu)承載力,彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不足。
施工過程中,為了保證工程質(zhì)量,采取一些新技術(shù)的應(yīng)用,比如為提高現(xiàn)場綜合管理能力,項目配置影像設(shè)備,在主要工序、重點(diǎn)部位上拍攝過程影像資料,并隨工程進(jìn)度同步收集整理,以確保過程質(zhì)量,投入先進(jìn)的通訊設(shè)備,以加快信息溝通速度,提高工作效率。同時配合流水施工法的應(yīng)用:本工程施工劃分施工段進(jìn)行流水施工,做到平面分段、立面分段、同步交叉、流水施工。
4 結(jié)語
目前的建筑市場對混凝土加固技術(shù)提出了越來越高的要求,特別在蘇州地區(qū),由于設(shè)防烈度的改變,需要對加固方法和施工方法不斷地創(chuàng)新,以滿足日益變化的市場需求和規(guī)范要求。同時,設(shè)計人員應(yīng)該選擇經(jīng)濟(jì)合理施工方便的方案,根據(jù)實際情況靈活變通,以達(dá)到最佳的加固改造的效果。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:莊瑞華(1989),男,漢族,江蘇蘇州人,碩士,助理研究員。