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住宅楼检测鉴定及加固设计

住宅楼检测鉴定及加固设计

为避免中小学校舍在地震中发生整体垮塌,危及师生人身安全,近年来,全国各地市校安办及建设主管部门明确要求针对现有的中小学教学用房、学生宿舍和食堂等既有建筑物依据GB 50023—2009(建筑抗震鉴定标准》进行抗震鉴定,对存在安全隐患的校舍进行抗震加固,确保学校校舍达到重点设防类抗震设防标准。按现行国家建筑抗震鉴定标准,对既有建筑的抗
震检测鉴定,可以提供较为可靠的依据和结构承载力复算的参数。同时,在抽检数量上应满足GB/T 50344
— 2004(建筑结构检测技术标准》的要求。1 建筑抗震检测鉴定
1.1 工程概况;
某学校教学楼建于上世纪八十年代中期,建筑平面形式基本为矩形,东西长约38.0m,南北长约8.1m,房屋共4层,建筑面积约1100m ,建筑檐口高度为12.9m,各层层高均为3.3m。基础采用桩基础,上部为混合结构,预制楼屋面板,大梁、楼梯及雨棚等为现支座反力的8% 。经计算,地震作用下水平支座反力取为10kN,与竖向荷载下的支反力的比值为00235,故地震作用可按重力荷载代表值的2% ~3%考虑,故取网架作用传给每个预埋件的水平荷载取为10kN。
3.3 风荷载作用
根据该工程的技术方案说明书,本工程所处地区基本风压为0.76kN/m ,由3D3S根据球面风压分布计算出作用在网架上的风压合力为72OkN,将其等效作用在仓壁连接的节点上。经计算,风荷载对支座竖向支反力为拉力,对下部结构有利,故不考虑其作用。
3.4 网壳稳定性分析JGJ 61—2003(网壳结构技术规程》 规定,双层网壳厚度小于跨度的1/60应进行稳定性分析,本工程
网壳厚度为2m,跨度为113.1m,厚跨比为1/56.55,考虑到该网壳跨度大,设计中对其整体稳定性做补充验算。稳定分析中,参考荷载取为恒荷载和屋面活荷载标准值之和。通过线性屈曲分析,得到模型前6个屈曲模态的屈曲因子分别为:37.99、38.82、38.92、39.10、39.18、39.30,将最小的屈曲因子乘以施加的荷载值得到模型的屈曲荷载为26.593kN/m 。4 结语
(1) 在恒载和活载作用下,由网架作用传给每个预埋件的建议取为425kN。
(2) 在风荷载作用下,由网架作用传给每个预埋件的水平荷载取为200kN。
(3) 在地震作用下,由网架作用传给每个预埋件的水平荷载重力荷载代表值的2% 一3% ,本工程取为10kN。
参考文献
[1] 罗尧治.大跨度储煤结构一设计与施工[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2] 张燕萍,董继斌.大直径圆形储煤场球面网壳设计[J].山西建筑,2006,(8):36—37.
[3] JGJ 61-2003,网壳结构技术规程[S].
[4] 魏兴涛,张春富.某电厂圆形煤场网壳设计[J].黑龙江科技信息,2008,(6).
[5] GB 50009—2001,建筑结构荷载规范[s].
浇结构,抗震设防烈度为6度。结构平面布置如图1 所示。

图1 首层结构平面图
Fig. 1 Structure Plan of first floor

图2 标准层建筑平面图
Fig. 2 Typical Floor Plan of standard floor
②采用砖回弹仪对砌体的强度进行检测,结果见表5 所示。
3 结构承载力复核本结构主体结构承载力复核采用中国建筑科学研究院PKPM 系列软件( 08 版) 进行计算,主体结构计算模型见图3 所示,基础计算模型见图4 所示。结构布置、构件截面尺寸、配筋等按原设计图纸与现场检测结果相结合确定,混凝土强度等级按检测推定结果取值。采用现行规范: 《建筑结构荷载规范》( GB 50009-2001) 、《混凝土结构设计规范》( GB
50010-2002) 、《建筑抗震设计规范》( GB 50011-2001) 对主体结构各构件进行承载力复核。建模计算复核结果表明:( 1) 第1 层1 /D - E,5 /D - E,6 /E - F,11 /E -F ,12 /D - E 处的混凝土梁均不满足承载力要求,具
体见表6 所示。
表1 梁、柱抗压强度( MPa)
Table 1 Beam and column strength table
测区  平均回弹值强度换算值( 已修正)
推定值
1层柱
1层梁
12 /E 34. 1 31. 4
8 /G 47. 5 43. 8
4 /G 37. 4 36. 1
1 /E 40 38. 7
12 /B ~ D 18. 8 18. 2
15 /G ~ F 18. 1 17. 6
4 /G ~ F 18. 1 16. 7
31. 4
16. 7


 ( 2) 2 - 5 层的2 /A - B,2 /F - G,3 /A - B,8 /F -G,12 /A - B,14 /G - H 处的挑梁不满足承载力要求,在此只列出2 层挑梁情况,见表7 所示。
( 3) 2 层~ 3 层部分承重墙受压承载力不满足设计要求,见表8 所示。
( 4) 2 层~ 6 层部分墙体不满足抗震验算要求
( 5) 本结构桩基础按照实际的桩混凝土强度16. 9MPa 进行复核验算,经验算桩承载力满足承载力要求。
( 6) 横向条形基础持力层的位置,部分为杂填土层或淤泥质土层,基础持力层特征值为180kPa,达不到设计值200kPa。
4 结构可靠性评定
( 1) 构件的可靠性评定该住宅楼主体结构可靠性鉴定构件为钢筋混凝土构件。钢筋混凝土框架柱、框架梁安全性和正常使用性评定等级均为Dsu级和Csu级。
( 2) 鉴定单元的可靠性评定根据该住宅楼的可靠性评定结果,按《民用建筑可靠性鉴定标准》( GB 50292-1999) 的有关规定,该工程的安全性评定等级为Dsu级,使用性评定等级为Csu级。该建筑结构可靠性总评为Ⅲ级。
( 3) 抗震鉴定评定依据《建筑抗震设计规范》( GB 50011-2001 ) ,该住宅楼的建筑总高度、转换层砂浆强度、层间侧向刚度比以及过梁和构造柱的设置均不满足要求。
5 可靠度鉴定结果通过对该住宅楼主体结构进行现场检测和承载力复核验算,结果表明:
( 1) 根据现场检测,现有主体结构的高度与层


图4 基础计算模型
Fig. 4 Calculation model diagram of basis
数与原设计不相符合。根据抗震设计规范和砌体结构设计规范的要求,底部框架结构在6 度设防时最小墙厚为240mm,建筑高度最高22m,最大层数为7层,而本建筑高度达到24. 4m,层数为8 层。不满足原设计和抗震规范要求。
( 2) 由于业主将底部框架梁截面尺寸改小,造成承载力不满足要求,存在安全隐患。
( 3) 部分过梁截面尺寸现场检测只有60mm厚,不满足规范要求; 过梁支承长度小于240mm,不满足规范要求。
( 4) 根据现场检测,阳台围护墙盖梁钢筋未锚入主体结构,存在安全隐患。
( 5) 根据现场检测,部分混凝土梁、板强度等级不满足设计要求。
( 6) 部分梁、柱的钢筋保护层厚度不满足设计要求。
( 7) 建模计算结果表明: 第1 层1 /D-E,5 /D-E,6 /E-F,11 /E-F,12 /D-E 处混凝土梁,2 层~ 5 层的2 /A-B,2 /F-G,3 /A-B,8 /F-G,12 /A-B,14 /G-H 处的挑梁均不满足承载力要求。
( 8) 建模计算结果表明: 2 层~ 3 层承重墙受压承载力不满足设计要求; 2 层~ 6 层墙体不满足抗震验算要求。
( 9) 根据现场检测,底层框支墙梁托梁截面由350mm × 600mm 改为250mm × 500mm,不满足《建筑抗震设计规范》的抗震构造要求。
( 10) 2 层~ 6 层A、G 轴纵横墙交接处没有设置构造柱,不满足《建筑抗震设计规范》要求。
( 11) 根据现场检测,1 层~ 8 层墙体砌筑砂浆强度等级不满足《建筑抗震设计规范》要求。
( 12) 根据核工业郴州工程勘察院的现场勘察报告,基础持力层的位置,部分为杂填土层或淤泥质土层,基础持力层特征值为180kPa,未达到设计值200kPa。鉴定结果认为: 该住宅楼主体结构不满足民用建筑可靠性要求,房屋主体结构可靠性鉴定为Ⅲ级,存在安全隐患,需经加固方能继续使用。
6 主体结构处理建议采用中国建筑科学研究院PKPM 系列软件( 08版) 进行计算,主体结构按多层砌体结构计算,计算模型如图5 所示,经分析得出以下处理意见:

图5 计算模型
Fig. 5 Calculation model
1) 按多层砌体结构房屋进行加固处理,即底框框架增加横向和纵向墙体。
( 2) 对横向条形基础下地基进行注浆加固,使

图6 钢筋网加固墙体
Fig. 6 Reinforcement steel mesh wall

其达到设计需要的承载力。www.shjgu.com
( 3) 对第2、3 层墙体采用高性能砂浆钢筋网加固,如图6 所示。
( 4 ) 对第1 层1 /D-E,5 /D-E,6 /E-F,11 /E-F,12 /D-E 处混凝土梁,2 层~ 5 层的2 /A-B,2 /F-G,3 /A-B,8 /F-G,12 /A-B,14 /G-H 处的挑梁采用增大截面法进行加固,如图7 所示。

图7 增大截面法加固梁
Fig. 7 Reinforced beams increasing section
( 5) 在每层挑梁端部设置构造柱。
7 结语本工程原设计为6 层底框结构,经现场检测,结构层数由6 层增加为8 层,底框梁截面减小,桩基强度达不到设计要求。根据现场采集数据和检测鉴定,将原底框结构改为多层砌体结构,提出结构加固
方案,本文方法可供类似工程参考。参考文献( References) :
[1] GB 50023-2009,建筑抗震鉴定标准[S]GB 50023-2009,Standard for Seismic Appraisal of
Buildings[S]( in Chinese)
[2] GB 50011-2001( 2008 版) ,建筑抗震设计规范[S]GB 5001 1-2001 ( 2008 版) ,Code for Seismic Design ofBuildings[S]( in Chinese)http://www.shjgu.com/
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Xiang Xiao-dan. Masonry Reinforcement and Applicationof the Underlying Transformation [D]. Wuhan: Hubei
University of Technology,2007( in Chinese)
[4] 陈大川. 某近代建筑检测与加固修复设计[J]. 工业建筑,2007,37( 7)Chen Da-chuan. Detection of a Modern ArchitectureDesign with Reinforcement and Restoration[J]. Industrial
Construction,2 007,37( 7) ( in Chinese)

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