建筑抗震加固设计规程范例6篇

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建筑抗震加固设计规程

建筑抗震加固设计规程范文1

关键词:中小学校校舍;框架结构;抗震加固设计;

1.背景和意义

校舍安全直接关系广大师生的生命安全,关系社会和谐稳定,我国决定在全国范围内实施中小学校舍安全工程,并颁布了《全国中小学校舍安全工程实施方案》,明确提出从2009年开始,用三年时间,对地震重点监视防御区、七度以上地震高烈度区和洪涝、地质灾害易发地区城乡中小学存在安全隐患的校舍进行抗震加固、迁移避险,提高综合防灾能力。我市接到省建设厅《关于切实做好全省中小学校舍安全工程有关工作的通知》,制定中小学校舍安全工程排查鉴定工作计划,对经鉴定需采取加固处理措施的校舍,应委托具有甲、乙级设计资质,且在市建设局备案登记并取得《信用手册》的设计单位进行加固设计,加固设计施工图应经施工图审查机构审查通过方可施工。

2.工程案例

2.1工程概况:某教学楼,四层现浇混凝土框架结构,竣工时间为1995年5月,建筑面积约5595m2,该教学楼本建筑所在区域抗震设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第一组,根据《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023-2009),该建筑为B类建筑,按乙类设防,建筑高度为15.3m,满足抗震的限高要求,抗震措施核查时按二级抗震等级确定。建筑抗震能力鉴定结论:1)该建筑物为单跨框架结构。2)框架柱、框架梁加密区箍筋、框架节点核心区内箍筋配置不满足抗震要求。3)填充墙与柱、梁间没有设置任何拉结措施。综合分析该建筑物的综合抗震能力不满足现行抗震鉴定标准重点设防类(乙类)要求下的抗震鉴定要求。

2.2抗震加固设计

1)该教学楼原设计为单跨框架结构,不满足抗震鉴定标准重点设防要求下的抗震鉴定要求,现采用新增现浇钢筋混凝土抗震翼墙加固。新增抗震墙宽1米,厚200毫米,具置详以下附图。墙竖向和横向均配Φ12@200钢筋,拉结筋Ф8@200,端头暗柱墙厚×300mm,配竖筋6Φ18,箍筋Ф8@200,新加钢筋植入原结构混泥土构件长度不少于15d。抗震墙的施工应符合下列要求:原有的梁柱表面应凿毛,浇筑混凝土前应清洗干净并保持湿润,浇筑后应加强养护;锚筋应除锈,锚孔应采用钻孔成形,不得用手凿,孔内应采用压缩空气吹净并用水 ,注胶应饱满并使锚筋固定牢靠。

抗震墙平面布置图

连接大样图

2)框架柱、框架梁加密区箍筋、框架节点核心区内箍筋配置不满足抗震要求,采用钢构套加固框架。采用钢构套加固框架梁时,纵向角钢、扁钢两端应与柱有可靠连接,应在梁的阳角外贴角钢,角钢与钢缀板焊接,形成U型箍;采用钢构套加固框架柱时,应采取措施使楼板上下角钢、扁钢可靠连接,顶层的角钢、扁钢应与屋面板可靠连接,底层的角钢、扁钢应与基础锚固。本工程的梁柱节点钢板连接详以下大图图。

梁柱节点加固大样图

施工要求:加固前应卸除或大部卸除作用在梁上的活荷载;原有的梁柱应批荡层凿除并清洗干净,缺陷应修补,角部应磨出小圆角;楼板凿洞时,应避免损伤原有钢筋;构架的角钢应采用夹具在两个方向夹紧,缀板应分段焊接,注胶应在构架焊接完成后进行,胶缝厚度宜控制在3-5mm;钢材表面应涂刷防锈漆,或在构架抹25mm厚的1:3水泥砂浆保护层,也可采用其它具有防腐蚀和防火性能的饰面材料加以保护。

3)填充墙与框架的连接加固

3.1)墙与柱的连接采用增设拉筋加强,拉筋直径采用6mm,长度为800mm,沿柱高的间距500mm,墙高大于4米时,墙半高的拉筋贯通墙体。拉筋的一端采用胶粘剂锚入柱的斜孔内,另一端弯折后锚入墙体的灰缝内,并用1:3水泥砂浆将墙面抹平。

3.2)墙与梁的连接按第1款方法增设拉筋加强墙与梁的连接。

3.3)拉筋的锚孔应采用钻孔成形;钢材表面应涂刷防锈漆。

3.结论

多层混凝土框架结构的抗震加固还有钢筋混凝土套加固、粘贴钢板加固、粘贴纤维布加固、钢绞线网-聚合物砂浆面层加固、增设支撑加固、混凝土缺陷修补等几种加固,这里不一一详述其方法,其具体要求参照《建筑抗震加固技术规程》及相关的规范、规程、《房屋建筑抗震加固图集(一)》(中小学校舍抗震加固)等等。

建筑抗震加固设计规程范文2

该建筑为二类建筑,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度,安全等级为二级,地基基础设计等级为乙级,抗震等级为二级,防火等级为Ⅰ级,防水等级为二级。采用框架结构,其中地上八层,地下一层,总建筑面积7424.18m2,首层建筑面积911.82m2,总建筑高度24.458m。该建筑于2012年受到过6.3级地震的影响,为了验证其抗震性能,对其进行了抗震性能鉴定和相应的加固。

二、抗震性能的鉴定

《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中对抗震鉴定项目进行了规定,抗震鉴定时,下列薄弱部位应重点检查:6~9度时,应检查局部易掉落伤人的构件、部件;7~9度时,除符合上述要求外,尚应检查梁柱节点的连接方式及不同结构体系之间的连接构造;8、9度时,除符合上述要求外,尚应检查梁、柱的配筋,材料强度,各构件间的连接,结构体型的规则性,短柱分布,使用荷载的大小和分布等。

且钢筋混凝土房屋的外观和内在质量宜符合下列要求:梁、柱及其节点的混凝土仅有少量微小开裂或局部剥落,钢筋无露筋、锈蚀;填充墙无明显开裂或与框架脱开;主体结构构件无明显变形、倾斜或歪扭。另外,钢筋混凝土房屋可按结构体系、结构构件的配筋、填充墙等与主体结构的连接及构件的抗震承载力,对整幢房屋的综合抗震能力进行两级鉴定。符合第一级鉴定的各项规定时,可评为满足抗震鉴定要求;不符合第一级鉴定要求和9度时,应由第二级鉴定做出判断。当砌体结构与框架结构相连或依托于框架结构时,应加大砌体结构所承担的地震作用,再按本标准第5章进行抗震鉴定;对框架结构的鉴定,应计入两种不同性质的结构相连导致的不利影响。砖女儿墙、门脸等非结构构件和突出屋面的小房间。由于该建筑受到过地震的影响,现要对其抗震性能进行科学检测和鉴定,以明确其使用年限和强度指标。检测的项目主要有:填充混凝土砌块墙、砂浆和混凝土强度,检测结果见表2。由表2可以看出,填充混凝土砌块的强度尚未降低,但使用的混合砂浆和混凝土均有较大的强度降低现象,这些降低现象不可避免地会引起建筑结构抗震性能的降低。

按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009对其结构进行了初次鉴定,鉴定结果如下:一、首层和第二层边框架柱抗剪强度低;二、电梯井处的构造梁强度降低;三:中间走廊上部梁挠度稍大,针对以上情况,需要采取二级鉴定并采取有效的抗震加固措施。随后,通过二次鉴定,首层结构和第二层结构的综合抗震能力指数小于1,不满足抗震要求。最后进一步通过结构验算,得出初次鉴定结果的可靠性和真实性。为了更加直观的对其结构抗震进行分析,有必要采取室内模型振动试验进行研究。

三、室内模型振动试验

室内模型振动试验主要采用TT振动试验机进行,结构模型的制作按照相关规定结合结构原始尺寸采用小比例缩小。模型尺寸为长88.4cm,宽41.4cm,高49.0cm。通过施加正弦波和三维振动对其抗震性能进行试验,振动时间设为20s。通过对震后结构的仔细检查和分析,结果证明:首层和第二层的边框架柱存在变形较大;电梯井处构造梁有破坏迹象;走廊上部构造梁下部裂缝较大,且挠度大。充分证明了抗震鉴定和结构验算的科学性和可靠性。因此,有必要采取相应的加固措施对其进行稳固处理。

四、加固措施

针对以上鉴定和验算结果表征的潜在隐患,采取相应的加固稳固措施迫在眉睫。在参考《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008、《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009和文献的基础上,针对各个薄弱环节的位置和特点提出了相应的有效加固措施。边框架柱的加固措施主要是为了提高其水平抗剪性能,采取墙外扶壁柱加固法,不仅提高了框架柱的尺寸,增强了结构的整体刚度,更增大了其水平剪切面积和美观性,抗剪性能的提高利于结构的抗震。

电梯井处的构造梁采取植筋并适当增大其截面积,或用U型槽钢板通过对拉螺栓进行加固,施工方便。走廊上部的构造梁由于属于“准暗梁”,即下部超出楼板的尺寸较小,植筋和U型槽钢板加固均无从下手,主要使用角撑型钢,其中型钢一端施加于走廊两旁的框架柱上的卡口中,另一端通过浅U型钢支撑于“准暗梁”上,采用分段间断支撑。通过以上加固措施,按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009的要求对其结构进行了再一次的鉴定检验,结果显示加固措施是有效的,满足工程抗震要求。

建筑抗震加固设计规程范文3

【关键词】学校建筑;抗震设计;加固思考

1 中小学校建筑存在的问题

目前教学楼存在的主要问题:1)没有采取抗震构造措施,砌体结构无圈梁及构造柱;2)有抗震设防,但抗震措施没有达到《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)规定的要求;3)单面走廊砌体较多;4)楼梯间在两端;5)砌体结构纵墙承重;6)单跨框架结构,两方向刚度相差较大;7)施工质量差,预制板无扒子筋,砌筑砂浆标号低。

单面走廊砌体教学楼只有两道纵墙,纵墙上门窗洞较多,对纵墙的削弱很大,且单面走廊砌体教学楼高宽比较大,由高烈度的地震作用产生的倾覆力矩所引起的弯曲应力超过砖砌体抗拉强度时,砖墙就会开裂,是抗震性能稍差的一种结构形式。

砌体结构纵墙承重的教学楼数目也较多,唐山大地震中,纵墙承重的砌体结构的破坏比横墙承重、纵横墙承重结构的破坏都大。

单跨框架整体结构缺乏赘余,没有多道抗震防线。由于横向跨度较大,梁截面尺寸较大,设计中不容易控制梁的配筋量及楼板对框架梁的承载力和刚度增大的影响,极易设计成强梁弱柱的结构,结构的延性和耗能能力大大降低,且两个方向刚度相差较大,大震中容易倒塌。有的框架结构在外廊的外侧增加了一道框架柱,但由于两排框架柱相邻较近,不但没有起到多道防线的作用,反而由于两侧刚度不均,在地震作用下容易造成扭转破坏。

总之,由于经济水平的限制,目前我国中小学校舍中绝大部分为砌体结构,而且许多无抗震设防,因此对砌体结构的抗震加固就显得尤为重要。

2 对教学建筑的抗震加固设计的思考

2.1 多层砌体结构教学楼的震害

汶川地震的震害表明,教学建筑由于没有抗震设防,或虽有抗震设防但设计及施工质量不到位,造成许多房屋严重破坏或倒塌。

中小学多层结构教学楼主要的抗侧力构件为砖墙,砖墙的间距一般较大,需要楼板、屋盖有足够的强度和刚度,以便传递水平地震力并限制墙体的水平位移。但目前校舍预制板与墙体无连接,板与板之间的连接不是钢筋混凝土而是细石混凝土灌缝,在地震作用下,板无法起到传递地震力的作用,更无法限制墙体的位移,且还会在墙体间滑动或脱落,容易使楼体倒塌。很多教学楼纵横墙无连接或连接较差、有的校舍无圈梁及构造柱,使校舍在地震作用下外墙与内墙拉脱进而失稳倒塌;还有的校舍窗间墙尺寸较小、砌体强度差,在地震作用下发生剪切破坏,窗间墙产生斜裂缝或交叉裂缝,进而丧失承受竖向荷载的能力,造成楼体倒塌。

历次地震表明,楼梯间在房屋两端的房屋破坏最严重。89版《建筑抗震设计规范》第五章多层砌体房屋中的第5.1.4条明确规定:楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。楼梯间最外侧的墙体由于没有楼板约束并传递地震力,没有其他墙体和这道墙共同工作,如遇地震作用,容易首先破坏,该道墙的破坏会导致楼梯的破坏,从而造成人员无法逃生。

2.2 加固设计需要特别注意的有关规定

《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2008)第6.0.8条“教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂,抗震设防类别不低于重点设防类”,第3.0.3条“重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。”根据上述条款,有一部分砌体结构的教学楼在抗震设防类别变为乙类后,其圈梁、构造柱的设置位置及圈梁的配筋将不满足规范要求,因此需在加固设计时结合所使用的加固方法考虑进行抗震加固。还有的砌体教学楼层数及高度超过了要求,也需进行抗震加固。

由于外廊式及单面走廊式砌体校舍抗震性能稍差,B类砌体应根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)第5.3.5条第2款第4项:“外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,分别按本款第1)~3)项的要求检查构造柱或芯柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理”的规定进行加固设计。

2.3 多层砌体结构抗震加固设计

校舍的加固受限于校舍的实际情况,往往很难实现理想的加固方案,如外墙、楼地面的装修完好,对于此种情况,宜着重检查楼板的连接情况,扒子筋是否完好,板缝间是否用钢筋混凝土填实以及楼板支承在梁或墙上的长度是否满足规范要求等。优先采用不破坏地面装修的加固方案,如板下加支撑等,以减少楼板在拆除楼面的过程中的损伤。外墙已装修完好的砌体校舍可采用单面钢筋混凝土板墙的方法加固,在教室内部增设板墙,避免破坏外装修,尽量减少因加固而引起的不必要的浪费。

当层数和总高度不超过规定,但墙体抗震承载力不满足要求时,国标图集《房屋建筑抗震加固(一)(中小学校舍抗震加固)》(09SG619-1)推荐的加固方法有以下几种:1)墙体所需要的抗震承载力与综合抗震承载力的差值<60%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M2.5和M5)、<50%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M7.5)、<45%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M10)时,可采用钢筋混凝土板墙加固;单面板墙和双面板墙加固方法的选择主要受校舍加固条件的限制,其加固后的墙段提高系数相同。2)砌体墙经计算,其综合抗震承载力与现有校舍所需要的抗震承载力相差10%~70%时,且墙体砌筑砂浆的实际强度等级<M2.5的砌体结构,可采用钢筋网砂浆面层法加固;由于单面钢筋网砂浆面层对砌体强度的提高有限,且加固效果较差,对于抗震设防类别为乙类的中小学校舍,建议采用双面钢筋网砂浆面层法加固。3)实际圈梁和构造柱布置不符合《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)要求或需要加强内外墙连接整体性的校舍,可采用外加圈梁-钢筋混凝土柱的加固方法。采用以上加固方法时,单面板墙及单面钢筋网砂浆面层内的配筋加强带不能代替圈梁和构造柱。

当校舍总高度及层数超过规定限值时,应采用改变结构体系的加固方案。国标图集《房屋建筑抗震加固(一)(中小学校舍抗震加固)》(09SG619-1)介绍的改变结构体系法有两种方式:双面普遍加钢筋混凝土板墙形成组合墙的方法及增设一定数量的钢筋混凝土单面或双面板墙的方法。此时水平及竖向配筋加强带均应设置,且配筋宜按剪力墙结构配筋,墙端、纵横墙连接处及门窗洞口边宜设置边缘构件。

对于独立砖柱,当其截面尺寸较小时,如采用较薄的钢筋混凝土套加固,由于所增加的刚度有限,在地震作用下,其所承担的地震力相对较小,在进行剪力分配时可忽略不计,只按组合砖砌体受压构件进行配筋的计算。

对于内框架及空斗墙结构的中小学校舍,由于其抗震性能较差,且即便经过加固其抗震性能的提高依然有限,建议拆除。

2.4 加固设计及施工单位选择的重要性

抗震加固受现有校舍的条件限制,对设计及施工的要求均较高,因此提高设计施工技术人员的整体素质就显得尤为重要。在调研中曾发现,新加固的建筑就没有达到加固效果,主要原因是加固设计人员设计水平有限,没有加固需加固的部位或没有采用正确的加固方法。建议各省市应根据具体情况,选择有一定设计水平及施工经验的专门的单位进行加固设计及加固施工,避免由于设计及施工不当而造成加固效果不佳或达不到预期效果的情况出现,避免国家财力、物力的损失。

3 结语

学校建筑的抗震加固设计及施工的意义特别重大,应引起设计及施工人员的高度重视,认真对待,并且应熟悉相关规范的规定,避免错误的设计及施工造成有严重缺陷的结构,以提高学校建筑的抗震性。

参考文献

[1]09SG619-1房屋建筑抗震加固(一)(中小学校舍抗震加固)[S].北京:中国计划出版社,2010.

[2]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3]程绍革,史铁花,戴国莹,等.现有建筑抗震鉴定的基本规定[J].建筑结构,2010,40(5):1-3.

[4]高小旺,高炜,刘佳,等.多层砌体教学楼抗震加固为砌体与钢筋混凝土墙组合结构的探讨[J].建筑结构,2010,40(5):8-10.

建筑抗震加固设计规程范文4

【关键词】轻钢加层;抗震加固;反梁

房屋加层是指在原有房屋的顶层再往上增加楼层。加层前必须对原建筑的设计、施工、使用情况及现状进行充分、全面的调查分析,并由有关部门出具房屋抗震能力鉴定报告,决定是否加固,是进行抗震加固还是强度加固,或者是同时进行抗震、强度加固,同时考虑地震作用时加层部分的鞭鞘效应。

加层计算应对原有建筑的承载力进行验算,包括地基承载力验算;砖混结构的承重墙承载力验算;原屋面板改为楼面板,其承载力的验算;原顶层楼梯梁的验算。

砖混结构的加固方法有多种:扩大砌体截面加固、外加钢筋混凝土加固、外包钢加固、钢筋网水泥砂浆层加固、增加圈梁、拉杆等。

1.墙体的补强与加固

1.1新设抗震墙

当多层砖混房屋抗震横墙的最大间距不满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》时,应采取的措施:

(1)使用上允许将大开间改为小开间时,在抗震横墙间距超限值处增设新的抗震横墙。若建筑平面不允许增设抗震横墙时,可采取加强楼面及屋面刚度的方法。

(2)原有隔墙为轻质隔墙时,可将其拆除后改为抗震横墙。原有隔墙为半砖墙时,可采取双面夹板墙加固成抗震墙。

(3)新加或改造的抗震墙,均应自下至上连续贯通,确保剪力往下传递,如上层不需设抗震横墙可在该层终止。

(4)对于平面形状复杂、质量和刚度分布很不均匀的房屋,应该着重验算质量中心和刚度中心的偏心距。当偏心率2e/L≤0.1, 7度时可不计算扭转的影响;当偏心率2e/L≤0.05, 8、9度时可不计算扭转的影响(L为房屋的长度)。当偏心率超过上述限制时,可结合加固增加抗震墙或夹板墙,将偏心距减小到许可范围,减小扭转的影响。如隔墙原来无基础,则应新增基础。同时抗震横墙的顶部应采取措施,使之与楼面板、屋面板有可靠连接。抗震横墙与原有纵墙或壁柱间,应保证拉结牢固,新增抗震横墙与原纵墙交接处应设置拉结钢筋。

1.2采用钢筋网水泥砂浆层双面或单面加固原有砌体

1.3增加墙砌体、柱砌体的截面面积

根据原有砌体的结构平面布置可采取不同的加固措施:

(1)在窗间墙或适当部位增设壁柱。

(2)对原带有壁柱的砖墙或独立砖柱,可在砖墙或砖柱的一端或两个端面用砖镶砌,增加其截面面积。

1.4对刚度较差的房屋,可增设型钢或钢筋混凝土的支撑或支架加固。

2.新设钢筋混凝土构造柱及圈梁

2.1多层砖混结构抗震加固采用外加构造柱的设计

(1)轻钢加层后,房屋的总高度超《建筑抗震设计规范》规定的3m左右时,应隔开间设置外加柱;超过6m左右时,应每开间设置外加柱加固。

(2)加层后,若墙体抗剪强度不满足,且差值率在20%左右,可在设有横墙的纵墙外侧设外加柱加固。

(3)设有外加圈梁加固的房屋,应在墙的尽端及每隔三开间设置外加构造柱。

(4)纵墙承重的砖混结构,如大开间的教室或会议室,由于加层刚架一般采用刚接方案,刚接柱脚传递较大的弯矩和剪力,对原有结构的影响较大,应增设外加柱或组合柱加固。

外加柱的截面类型有:矩形柱、扁柱、L形柱等。外加柱与墙体的连接应采用拉结钢筋和销键。

2.2多层砖混结构抗震加固采用外加圈梁的设置原则

(1)原房屋的顶部可设置作为门式刚架加层结构的柱脚基础的反梁,代替屋面钢筋混凝土圈梁。

(2)纵墙承重的砖混结构原房屋的宜适当增设外加圈梁。

圈梁应沿外墙及内承重墙设置,组成闭合交圈,力求不被洞口截断。外墙圈梁一般采用现浇钢筋混凝土圈梁,内墙圈梁可采用钢拉杆(圆杆或型钢)代替,钢拉杆应尽可能靠近楼(屋)盖和横墙墙面。

3.基础的加固

多层砖混结构的基础多为墙下条形基础,当加层后地基承载力满足时,基础不用加固。当地基承载力不足时,可加宽原有基础,加宽部分与原有基础的连接通过钢筋锚杆,并将原混凝土基础的表面凿毛、清洗。

刚性基础应满足刚性角要求,柔性基础应满足抗弯要求。钢筋锚杆应有足够的锚固长度,有条件时可将加固筋与原基础的受力钢筋焊接。基础加宽也可将柔性基础改为刚性基础,条型基础扩大成片筏基础。

4.砖混结构加层加固的工程实例

工程概况:某公司浴室,建于80年代,建筑面积5435m2。该建筑的中间内走廊两侧为大开间的浴室和更衣室,4层结构顶面标高15.6m。结构形式为砖混结构,采用MU7.5砖及M5砂浆,纵墙承重体系,原建筑采用预应空心楼面板及屋面板,基础形式为钢筋混凝土条形基础,场地土为Ⅱ类。由于该浴室准备改造为餐饮会议中心,要求增加1层,加层面积1550m2,加层平面布置与原浴室4层相同。

抗震鉴定结果表明,承重墙基本完好,基础现状较好,没有出现不均匀沉降,可加建一层门式刚架轻钢结构。但原结构设计不符合《建筑抗震设计规范》,故在加层改造中一并解决整体房屋的7度抗震设防问题。

(1)由于加层为大开间会议室,在中部跨间无法设置横向柱间支撑,只能在加层两端设置,门式刚架加层结构的刚度较小,故边柱柱脚采用刚接方案,中柱柱脚采用铰接方案。在原屋面增设反梁,作为门式刚架的柱脚基础。反梁在纵横双向设置,在柱脚处局部加大反梁尺寸。反梁与外加构造柱及原楼板应有可靠连接。横向反梁用来抵抗刚架柱脚的水平剪力和弯矩。

(2)为保证新旧结构有良好连接,在加层结构设计中,反梁与原屋面连接植筋采用结构胶,并将原建筑女儿墙的构造柱钢筋保留,锚入新增反梁中,保证锚固长度。在楼梯间及外墙四角等处增设构造柱,构造柱不仅与原有墙体采用销键连接,而且要与反梁可靠连接。

(3)对部分局部温度裂缝的墙体进行加固,采用钢筋网水泥砂浆层双面加固。

(4)将原屋面保温层及防水层铲除。由于原空心板承载力不足,对原楼面板采用板缝加钢筋和空心板圆孔内加钢筋并增加钢丝网片混凝土面层加固,同时加强结构的整体性。

(5)加层内、外隔墙采用轻质水泥钢丝网夹芯板,屋面采用75mm厚岩棉夹芯板,故轻钢结构加层自重较轻。通过对加层后结构的验算,基础能满足设计要求,不用加固原有基础。

5.结语

(1)房屋的加层设计应与房屋的抗震加固、强度加固相结合,施工时应先加固、后加层。

(2)加层后,原有墙体强度不足时,可采用钢筋网水泥砂浆层加固及增加墙体截面面积。

(3)增设外加圈梁及构造柱应与原有墙体采用销键可靠连接。

(4)在原屋面增设作为钢结构加层结构的柱脚基础的反梁,对加层加固起关键作用。

【参考文献】

[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

建筑抗震加固设计规程范文5

【关键词】 屈曲约束耗能支撑;抗震加固;建筑隔震

【中图分类号】 TU721.5 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2011)04-005-02

1引言

由于以往社会经济水平的限制及规范法规的不完善,存在着大量未考虑抗震设防、或虽考虑抗震设防但抗震设防目标比较低以及抗震功能性考虑欠周的建筑。为确保这些建筑的安全使用、发挥应有的建筑功能,需要对其进行抗震鉴定与加固。另外,许多历史建筑、宗教建筑、有重要意义的建筑等也需在不破坏原有建筑风貌的基础上进行抗震加固。因此,能否充分利用原有结构,对其实施加固改造,并以较少的投资、较短的工期达到业主所期望的建筑物的某种性能水准,已成为结构工程领域又一迫切需要解决的问题。本文就建筑物抗震加固技术方法进行分析,重点对于隔震加固方法对比传统抗震加固方法的有点进行分析,指出隔震加固方法更为适合现代建筑抗震设计。

2传统抗震加固方法

传统的加固方法随着科学技术的发展,以及对地震机制和结构破坏机理的研究认识越来越深入,不断取得新的发展。常见的工程加固原因有:①已有建筑物的耐久性,使用不当,管理不当,年久失修,结构有损伤破坏,不能满足目前使用要求或安全度不足时;②由于灾害性事件(如地震、水灾、火灾、风灾和爆炸等)的影响,结构产生开裂和破坏时;③当对建筑物进行改建、扩建、加层,或装修中需要对结构构建不止有所改变而影响原结构受力体系时;④由于设计和施工的原因导致建筑物出现质量问题时;⑤由于业主对结构的性能目标要求的提高,希望通过加固方式来提高结构的性能水准;⑥历史性建筑和有重大意义的建筑,在保护结构原有面貌的前提下提高结构的抗震承载力。根据结构的形式、使用情况和实际鉴定结果,工程人员总结出了以下几种常用的抗震加固方法:

2.1砖砌体的混凝土板墙加固。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固,具有较大的灵活性。首先,可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面,甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墙加固时,可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力,控制墙体裂缝的开展。

2.2增设抗震墙加固。该方法是目前对钢筋混凝土结构和劲性钢筋混凝土结构的建筑物进行抗震加固的最基本的方法,为增加抗震墙,既有建筑物中大致可通过三种方式形成抗震墙:①在柱与梁构成框架的空间内增设抗震墙;②将已有的墙体加固成抗震墙;③通过封堵墙体上的开洞形成抗震墙。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,减小结构的变形。

2.3框架柱的加固。当结构受建筑使用功能的限制,无法采用抗震墙加固时,这时可采用对原结构框架柱进行加固,通过加固可提高原构件的承载力,改善构件的延性,可使“强梁弱柱”体系改变为“强柱弱梁”体系,从而达到抗震加固的目的。加固柱子的施工方法根据加固目的的不同可分为提高强度施工方法、提高延性施工方法和使结构刚度趋于均匀的施工方法等。

2.4增设支撑加固。在钢筋混凝土结构和钢结构等各种结构的柱和梁构成框架的空间内,通过增设支撑进行抗震加固,其施工方法的优点是重量较轻,工期较短,可确保结构的强度和延性。在建筑的框架中增设支撑施工的同时,房屋的内部还能照常使用,但如果采用钢支撑,则由于其通常都是按受拉杆件设计,在往复地震作用下容易产生屈曲破坏,且耗能能力有限,震后需要替换。

2.5设置外部框架加固。在建筑物的新增设高强度、高刚度的扶垛和空间框架,并与已有建筑的主体结构连接,可保证已有建筑物的必要支撑力和延性。该法适用于中、低层建筑,前提条件是建筑物四周必须有足够的空地用来设置外部框架。这种方法还适用于对建筑物的改、扩建工程。

3隔震加固方法的发展

隔震技术能够减小结构的水平地震作用,已被理论和国外强震记录所证实。国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震作用降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震破坏,提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增强震后建筑物继续使用的能力。随着隔震技术在新建建筑中的应用技术不断成熟和完善,研究人员把隔震技术用到对既有建筑的抗震修复与补强上。其思路是在充分利用已有结构的抗震能力的基础上,在需加固结构的下部或层间部位设置隔震装置,以隔离和吸收地震能量向加固结构传递,减小结构的地震反应,提高结构的抗震性能。隔震加固的形式分为基础隔震加固和层间隔震加固。

近年来,越来越多国家开展了隔震技术的研究,纵观世界隔震技术的发展,可以看出近年来隔震技术有如下特点:①隔震技术的应用范围越来越广,数量越来越多。早期主要应用于核电站等重要建筑,近年来已在各种民用建筑中得到广泛应用。②隔震建筑的结构形式日趋多样化,已从早期主要应用于砌体结构、混凝土结构发展到钢结构、组合结构等。③隔震设计规程日趋完善。美国、日本、新西兰和意大利四个国家已颁布了建筑隔震设计规程。我国也在2001年编制的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中增加了“隔震和消能减震设计”的内容,同时还编制了《叠层橡胶支座隔震技术规程》(GECS126:2001)。

4屈曲约束支撑在加固中应用

屈曲约束支撑有优良的滞回耗能性能和施工安装方便、经济、设计灵活且不影响建筑物美观等诸多优点,使其不仅成为新建结构抗震设计的较佳选择,也成为已有结构抗震加固和改造的重要手段。屈曲约束支撑对已有结构的抗震加固不仅用于钢结构体系,还可用于混凝土结构体系;不仅可用于房屋建筑结构,还可用于桥梁、通信铁塔等结构设施。在日本,每年有一半的屈曲约束支撑用于各类建筑抗震加固中,通过测算,屈曲约束支撑为抗震加固最为经济与便捷的加固手段。

建筑抗震加固设计规程范文6

关键词:砖混结构,改造,钢框架,加固

1.工程概况

本项目位于连云港市东海县城,为两层砖混结构办公楼,底层层高3.7m,二层层高3.5m。屋面与楼面均为120mm厚预制空心板,条形基础。该建筑处于7度地震设防区,设计地震分组为第二组,Ⅱ类场地土,建筑抗震设防类别为丙类。地基承载力特征值fa取150kPa。因使用要求变更,须将办公楼部分承重墙拆除。

2.改造加固设计

本项目是对办公楼的局部改造加固,由一榀两层的钢框架代替拆除的承重墙承担荷载。图1为钢框架计算简图。考虑结构恒载、活载以及雪荷载和地震荷载作用,由不同荷载组合可得到不同结构部位的最不利受力状态。

图1. 钢框架计算简图

2.1钢梁设计

第二层钢梁采用热轧普通工字梁I32a,梁所受最大正弯矩为Mmax=82.55kN•m,最大剪力Vmax=80.57kN。底层两跨梁均采用热轧普通工字梁I20a,梁所受最大正弯矩为Mmax=41.67kN•m,最大剪力Vmax=57.95kN,且均出现在右侧框架梁。经验算,框架梁的抗弯、抗剪、整体稳定性和刚度均满足规范要求。

2.2 钢柱设计

上下两层柱均采用双槽钢[20a。与钢梁设计类似,取钢柱受力最不利位置进行验算,钢柱的强度、刚度、弯矩平面内稳定性、弯矩平面外稳定性和局部稳定性均满足规范要求。

2.3节点设计

由于两处层间柱节点最不利受力状态相近,偏向保守地取N=80.57kN,V=20.87kN,T=27.45 kN•m验算。钢柱两侧外加Q235钢板,钢板与柱侧面采取两侧面角焊搭接连接。两侧钢板尺寸为15mm×120mm×300mm,所有焊角尺寸均取hf=10mm。手工焊,E43型焊条。经验算,满足规范要求。节点构造见图2(b)。

梁柱间连接腹板采用角焊,手工焊,E43型焊条,所有焊角尺寸均取hf=10mm。翼缘采用对接焊缝。施焊处所受的最大弯矩值为47.90 kN•m,最大剪力为80.57kN,所受最大轴力为20.65kN。经验算,满足规范要求。节点构造见图2。

(a)

(b)

(c)

图2. 梁柱节点构造详图

2.4基础设计

底层边柱受力最不利情况为N=104.72kN,M=1.65kN•m,V=1.89kN。由于原有结构本身的条形基础承担部分荷载,近似认为独立基础承担60%的荷载作用。设计基础如图3所示。基础埋深取600mm,承台底部尺寸取为800×1500mm,锥形基础,最小高度为200mm,基础上部尺寸取350×400mm。按照偏心受荷基础设计。底层中柱承受最大轴力值为83.66kN;而承受的最大弯矩值为1.71kN•m,最大剪力值为1.28kN。对于中柱独立基础按照中心受荷基础设计。设计基础如图4所示。基础埋深取600mm,承台底部尺寸取为800×800mm,承台上部尺寸取350×400mm。承台全部采用强度等级为C20混凝土,按照构造配筋。经验算,设计基础均满足承载要求。

图3. 边柱基础构造详图

图4. 中柱基础构造详图

3.加固施工要求

结构加固前,先将原底层钢框架顶部清除,以便与二层钢柱连接。施工前必须做好充分的防护措施,在底层、二层架临时支撑,间距不超过500mm,满樘。先对柱下独立基础进行施工,对底层已有钢柱、钢梁间节点进行焊接处理。对二层钢框架柱、梁施工,并注意钢框架梁、柱间的节点连接处理以及原有结构的支撑防护处理。本设计中所有焊接应严格按照《建筑钢结构焊接技术规程》进行施工。边柱要与墙进行加固处理,处理方法见边柱与墙连接处理详图(图5)。钢框架施工结束后,对钢柱、钢梁包裹一层钢筋混凝土,以保护其表面,防止钢材腐蚀。

图5. 边柱与墙连接处理详图

4.结语

由于使用要求的变更,原有建筑的使用空间和结构形式不再适用,需要对结构进行局部的改造和加固。在已有建筑改造过程中,由于建筑使用功能的改变和新旧规范要求的不同,使得原有结构的承载能力和抗震措施等许多方面有可能存在不足需要加固。在加固设计中,须根据具体要求,采取不同的加固方法。在本项目的设计中,由一榀两层的钢框架代替拆除的承重墙承担荷载,可满足建筑的对使用功能的要求,且具有良好的承载和抗震性能,符合相关规范的要求。

参考文献

[1] GB 50367-2006 混凝土结构加固设计规范[S].

[2] GB 50017-2003 钢结构设计规范[S].

[3] JGJ 116-2009 建筑抗震加固技术规程[S].

[4] GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].

[5] 杨威, 王力波, 张仕通. 某多层砌体房屋改造及抗震加固设计[J]. 建筑结构, 2010, 40: 214-217.