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升板結(jié)構(gòu)房屋抗震性及加固措施分析論文
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關(guān)鍵詞:升板結(jié)構(gòu)抗震性能加固
摘要:根據(jù)升板結(jié)構(gòu)房屋的特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)例,通過對(duì)該類房屋進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查、構(gòu)造分析和結(jié)構(gòu)復(fù)算,對(duì)房屋的檢測和加固方法進(jìn)行了研究,從而使升板結(jié)構(gòu)房屋滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求,進(jìn)而推廣升板結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用。 引言 升板結(jié)構(gòu)是二十世紀(jì)七八十年代的一種鄉(xiāng)昭些結(jié)構(gòu)形式,其主要特點(diǎn)為現(xiàn)場濕作業(yè)少、構(gòu)件統(tǒng)一、易于預(yù)制、板底平整等。正是由于這些特點(diǎn)和當(dāng)時(shí)施工技術(shù)等原因,所以建設(shè)了較多的這種結(jié)構(gòu)形式的房屋。在當(dāng)前城市改造過程中,或多或少地會(huì)遇到這類房屋。其主要缺點(diǎn)為水平剛度較小,柱板連接節(jié)點(diǎn)較弱等。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)這類房屋的特點(diǎn)進(jìn)行分析,并對(duì)加固設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。 一、工程概況 某商場為一幢4層混凝土結(jié)構(gòu)房屋,建筑面積8000時(shí)。房屋結(jié)構(gòu)形式為柱板結(jié)構(gòu),柱形式為角鋼勁性柱;1層,2層采用密肋樓板升板結(jié)構(gòu),3層,4層采用平板升板結(jié)構(gòu)。柱設(shè)計(jì)截面尺寸為350x350,內(nèi)配4藝80x8等邊角鋼。密肋板的肋梁截面尺寸為120*250,柱邊肋梁負(fù)彎矩處配2小18,跨中正彎矩配2似5,箍筋為雙肢懷@150;跨中肋梁負(fù)彎矩配砷18,正彎矩配125,拉結(jié)筋為S形拓@150。后澆方形柱帽,柱帽尺寸為1500x1500x400。平板設(shè)計(jì)板厚為200,內(nèi)配X14)150鋼筋雙層雙向配置,板底、板頂鋼筋的斷開位置均在跨中1/3處。后澆錐形柱帽,柱帽尺寸為1800x1800x300。混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為300號(hào)。升板與柱之間的連接采用型鋼承重銷、型鋼與提升環(huán)中的預(yù)埋型鋼焊接。房屋采用柱下條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深2.000m,電梯井及樓梯間位置的基礎(chǔ)為筏片基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深為2.000m,混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為200號(hào)。 二、現(xiàn)場調(diào)查 由于房屋使用歷史較長,在平時(shí)使用過程中沒有按照原設(shè)計(jì)荷載要求進(jìn)行使用,曾多次對(duì)房屋進(jìn)行改造,樓層面裝飾層厚度達(dá)到300~,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原始設(shè)計(jì)荷載。在現(xiàn)場將所有樓層裝飾層全部拆除后,發(fā)現(xiàn)原有平板呈現(xiàn)明顯的凹凸現(xiàn)象,與無梁樓板在均布荷載作用下的變形情況完全一致,說明長期荷載作用下,混凝土樓板已經(jīng)出現(xiàn)了永久變形。1層大部分混凝土柱的混凝土質(zhì)量較差,鋼筋銹蝕較嚴(yán)重,混凝土表面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有部分保護(hù)層剝落,2層混凝土柱的混凝土質(zhì)量略好于1層框架柱。角鋼勁性柱由于保護(hù)層厚度較薄,鋼材表面已經(jīng)銹蝕,銹蝕量不大,樓板的鋼筋銹蝕情況不明顯。1層的混凝土標(biāo)號(hào)比原設(shè)計(jì)200號(hào)混凝土低,1層可評(píng)定為C15,2層可評(píng)定為C25;3層,4層的混凝土標(biāo)號(hào)離散性較大,可以評(píng)定為C25。 升板結(jié)構(gòu)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)部分外露型鋼承重銷出現(xiàn)較為嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象,個(gè)別構(gòu)件銹蝕量已經(jīng)大于5mm,嚴(yán)重影響了承重銷的承載能力。 三、構(gòu)造分析 按照現(xiàn)行建筑抗震設(shè)防等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn),房屋為丙類建筑,框架的抗震等級(jí)為二級(jí)。 現(xiàn)行GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008版)對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求:結(jié)構(gòu)體系尚宜符合下列各項(xiàng)要求:1)宜有多道抗震防線;2)宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中;3)結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。對(duì)板柱一抗震墻結(jié)構(gòu)而言,規(guī)范要求:房屋的周邊和樓、電梯洞口周邊應(yīng)采用有梁框架;房屋的屋蓋和地下1層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu)。板柱一抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻應(yīng)承擔(dān)結(jié)構(gòu)的全部地震作用,各層板柱部分應(yīng)滿足計(jì)算要求,并應(yīng)能承擔(dān)不少于各層全部地震作用的200%。顯然本工程的結(jié)構(gòu)體系不能滿足規(guī)范要求。 四、結(jié)構(gòu)復(fù)算 1)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,大部分框架柱的軸壓比以及配筋不能滿足使用要求,其中最大值為1.75,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定的0.85。地基基礎(chǔ)承載能力基本能夠滿足使用要求。2)層間位移及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果表明,樓層集中質(zhì)量較大,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較弱,層間位移最大值為1/397,是規(guī)范規(guī)定的2倍多。3)框架柱的箍筋設(shè)置亦不滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 五、小結(jié) 1)從整個(gè)結(jié)構(gòu)來看,本房屋結(jié)構(gòu)體系均為板柱結(jié)構(gòu)。原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有考慮抗震設(shè)防,柱板連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、框架柱的抗震構(gòu)造措施等均不能滿足抗震構(gòu)造要求。結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)不到7度抗震設(shè)防要求。因此房屋整體抗震性能不符合現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求。2)層間位移及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度明顯較弱,層間位移均超過規(guī)范規(guī)定限值。 六、加固方法研究 根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果并依據(jù)GB50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范,建議對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)采取如下加固措施: 1)由于結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,層間位移不能滿足規(guī)范要求,應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)抗側(cè)力構(gòu)件,提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,減小層間位移。結(jié)構(gòu)層間位移和動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果中可以看出,增加抗側(cè)力構(gòu)件(抗震墻)后,房屋的結(jié)構(gòu)體系由原來的板柱體系轉(zhuǎn)化為板柱一抗震墻體系。層間位移計(jì)算明顯減小,房屋振動(dòng)周期縮短,結(jié)構(gòu)整體水平剛度有了較大的提高。結(jié)構(gòu)體系相對(duì)而言比較合理,且滿足了現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 2)樓板應(yīng)當(dāng)全面鑿除裝修層,減輕結(jié)構(gòu)的恒載。 3)對(duì)于密肋樓板應(yīng)當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。密肋樓板的加固方法可采用加固密肋的方法,在板肋正負(fù)彎矩區(qū)粘貼高強(qiáng)片材,如鋼板或碳纖維材料。 4)混凝土柱,應(yīng)首先鑿除混凝土柱表面已經(jīng)碳化、酥裂部分,采用擴(kuò)大截面法進(jìn)行加固。為了保證框架柱的連續(xù)性,柱鋼筋應(yīng)穿樓板至屋面,并增設(shè)箍筋加密區(qū)。關(guān)鍵詞:升板結(jié)構(gòu)抗震性能加固- 1材料管理軟件
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