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      1. 紅河州醫院抗震工程

        作者:www.whxlw.com 時(shí)間:2020-08-20 12:46??點(diǎn)擊: 次

        工程實(shí)例概況

        紅河州醫院病房樓,地下1層,地上8層。首層為消化內科及大廳;2—6層為病房,7層為設備層,8層為電梯機房和設備用房。建筑平面形狀為矩形,總高度 26.90m。結構形式為現澆框架-剪力墻結構,基礎為箱形基礎,樓板為現澆梁板體系。
        抗震加固工程

        原建筑竣工于1984年,按7度(0.15g)抗震設防,結構抗震設防類(lèi)別為丙類(lèi)。依據《建筑工程抗震設防分類(lèi)標準》第4.0.3條規定,改造后的結構抗震設防類(lèi)別為乙類(lèi)。鑒于醫院實(shí)際需求及《建筑抗震鑒定標準》第1.0.6條規定,該病房樓進(jìn)行改造設計前需對原結構進(jìn)行抗震鑒定,并確定其后續使用年限為40a。
        抗震加固工程

        建筑現狀調查

        抗震鑒定前應進(jìn)行建筑現狀調查,包括搜集勘察、施工及竣工驗收的相關(guān)原始資料;當資料不全時(shí),應根據鑒定的需要進(jìn)行補充實(shí)測。調查建筑現狀與原始資料相符程度、施工質(zhì)量和維護狀況。
        1原始資料調查
        該住院樓巖土工程勘察報告、竣工圖紙、竣工驗收資料等原始資料均較齊全。
        2外觀(guān)質(zhì)量檢查
        鋼筋混凝土結構主要檢查結構構件的裂縫及劣化程度等。經(jīng)檢查個(gè)別框架柱及剪力墻表面存在蜂窩、麻面現象;少數框架梁存在梁底鋼筋銹蝕現象;個(gè)別屋面板板底存在堿蝕、露筋現象。結構構件未發(fā)現明顯開(kāi)裂、較大變形等嚴重結構性損壞現象。
        3材料性能檢測
        建筑結構的材料性能是結構安全的基本保證。本工程混凝土強度采用超聲-回彈綜合法對混凝土抗壓強度進(jìn)行現場(chǎng)取樣檢測?,F場(chǎng)采用鋼筋探測儀對部分梁、板、柱、剪力墻的鋼筋配置、分布及混凝土保護層厚度進(jìn)行檢測,檢測結果基本符合原圖紙設計要求。

        抗震鑒定

        1抗震鑒定原則
        本工程屬于 B 類(lèi)建筑,應進(jìn)行兩級鑒定。(1)第一級鑒定:對現有房屋的宏觀(guān)控制和構造鑒定為主進(jìn)行綜合評價(jià); (2)第二級鑒定:對現有房屋進(jìn)行抗震驗算為主結合構造影響進(jìn)行綜合評價(jià)。
        (1)和(2)同時(shí)滿(mǎn)足的建筑評定為滿(mǎn)足抗震要求,可不進(jìn)行加固處理;(1) 滿(mǎn)足而主要抗側力構件的抗震承載力不低于規定的 95%、次要抗側力構件的抗震承載力不低于規定的 90%,可不進(jìn)行加固處理;(1)不滿(mǎn)足而抗震承載力較高時(shí),可通過(guò)構造影響系數進(jìn)行綜合抗震能力的評定; (1)和(2)均不滿(mǎn)足要求時(shí),應采取加固或其他相應措施。
        2抗震等級確定
        本工程使用功能為病房樓,根據《建筑工程抗震設防分類(lèi)標準》第4.0.3條,二三級醫院的門(mén)診、醫技、住院用房,抗震設防類(lèi)別應劃分為重點(diǎn)設防類(lèi)(乙類(lèi))。依據現行 《建筑抗震設計規范》第 6.1.2 條規定,本樓框架抗震等級為二級、剪力墻抗震等級為一級。依據現行《建筑抗震鑒定標準》 第6.3.1條規定,框架抗震等級為三級、剪力墻抗震等級為二級。改造工程的抗震設防目標及抗震設防水準,按照安全、經(jīng)濟、合理的要求,結合其后續使用年限40年相協(xié)調,確定框架抗震等級為三級、剪力墻抗震等級為二級。
        3場(chǎng)地、地基和基礎
        查閱原地勘報告,本樓建造于對抗震有利的地段,場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi),其地基主要受力范圍內不存在軟弱土、飽和砂土和飽和粉土或嚴重不均勻土層。依據《建筑抗震鑒定標準》第4.1條、4.2條規定,可不進(jìn)行場(chǎng)地對建筑影響的抗震鑒定,同時(shí)也可不進(jìn)行地基基礎的抗震鑒定。
        4抗震措施鑒定( 第一級鑒定)
        1、結構高度
        本工程結構總高26.90m,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》第6.1.1條,7度框架-抗震墻結構適用的最大高度為120m的要求。
        2、房屋的結構體系
        本工程為雙向多跨框架-抗震墻結構,結構布置及框架梁、柱、剪力墻截面滿(mǎn)足 《建筑抗震鑒定標準》第6.3.2條房屋結構體系要求。
        本工程建筑平面形狀為矩形,平面沒(méi)有局部突出,立面沒(méi)有局部縮進(jìn),均滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》 第 6.2.1 條房屋結構體系要求。
        樓層剛度大于其相鄰上層剛度的70%,且連續3層總的剛度降低小于50%,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》 第 6.2.1 條房屋結構體系要求。
        首層個(gè)別框架柱軸壓比為0.98,不滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》第6.2.1條框架-抗震墻柱(抗震等級三級)軸壓比≤0.95的要求。
        3、 混凝土強度等級
        本工程混凝土強度實(shí)測結果,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》 第6.3.3 條梁、柱、墻實(shí)際達到的混凝土強度等級不應低于 C20要求。
        4、框架梁的配筋及構造
        本工程框架梁縱向受拉鋼筋的配筋率不大于2.5%;梁端截面的底面和頂面配筋量的比值不小于0.3;梁端箍筋實(shí)際加密區的長(cháng)度大于梁截面高度的1.5倍,箍筋最小直徑為8mm,滿(mǎn)足要求。
        5、框架柱的配筋及構造
        本工程框架柱實(shí)際縱向鋼筋的總配筋率,框架中柱、邊柱和角柱均大于1.0%,滿(mǎn)足要求。柱箍筋加密區的箍筋間距為100mm,箍筋直徑為φ8mm和φ10mm,滿(mǎn)足要求。柱加密區箍筋肢距不大于200mm,且每隔1根縱向鋼筋在2個(gè)方向均有箍筋約束,滿(mǎn)足要。
        6、框架節點(diǎn)核心區構造
        本工程框架節點(diǎn)核心區內箍筋最大間距為100mm,最小直徑為φ12mm,柱體積配箍率為 1.6%~2.1%,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》第 6.3.6 條要求。
        7、 抗震墻的配筋及構造
        本工程抗震墻墻板豎向、橫向分布鋼筋的配筋率約為0.628%,均大于0.25%,最大間距為150mm,最小直徑φ12mm,滿(mǎn)足要求??拐饓吘墭嫾呐浣?,縱向鋼筋配筋率為1.2%~2.0%,箍筋直徑均為φ10mm,間距均為100mm,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》第6.3.7條要求。
        8、填充墻
        本工程砌體填充墻在平面和豎向布置均勻對稱(chēng),滿(mǎn)足要求。砌體填充墻沿框架柱每隔500mm有2根φ6mm拉筋,拉筋伸入填充墻內長(cháng)度700mm,滿(mǎn)足三四級框架不應小于墻長(cháng)的1/5且不小于700mm的要求。 墻長(cháng)度大于5m時(shí),墻頂部與梁設有拉結措施,滿(mǎn)足《建筑抗震鑒定標準》第6.3.9條要求。
        5抗震承載力驗算(第二級鑒定)
        第二級鑒定是以抗震驗算為主,結合構造影響進(jìn)行綜合評價(jià)。第二級鑒定可采用樓層綜合抗震能力指數法與《建筑抗震設計規范》規定方法進(jìn)行抗震計算分析。本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的《PKPM 混凝土結構鑒定加固》軟件進(jìn)行抗震承載力計算。
        1)在 PKPM 軟件計算中,依據原設計施工圖、本次改造建筑圖,并結合現場(chǎng)調查結果,確定結構布置及荷載分布,建立計算空間計算模型。
        2)抗震計算的有關(guān)參數
        抗震設防烈度:7 度; 設計基本地震加速:0.15g;設計地震分組:第一組;設計特征周期值:0.30s;建筑場(chǎng)地類(lèi)別:II 類(lèi);地面粗糙類(lèi)別:C類(lèi);框架抗震等級:三級;剪力墻抗震等級:二級。
        3)梁柱節點(diǎn)重合部分,梁端簡(jiǎn)化為剛域。
        4)考慮填充墻對于結構總體剛度的影響,計算時(shí)取周期折減系數為 0.75。
        5)根據第一級鑒定結果,體系影響系數取 0.95。
        經(jīng)計算首層個(gè)別框架柱抗剪不滿(mǎn)足要求,首層、2層部分框架梁、板承載力不滿(mǎn)足要求,3層、5層改造為設備機房位置樓板承載力不滿(mǎn)足要求。
        6抗震鑒定結論
        1)個(gè)別框架柱軸壓比不滿(mǎn)足要求;
        2)個(gè)別框架柱抗剪不滿(mǎn)足要求
        3) 部分框架梁承載力不滿(mǎn)足要求;
        4) 部分樓板承載力不滿(mǎn)足要求。

        抗震加固設計

        1框架柱加固
        軸壓比不足的框架柱采用加大截面法進(jìn)行加固處理。該方法是在框架柱構件表面鑿毛和清潔處理后用鋼筋混凝土圍套,圍套內的縱向受力鋼筋由計算確定,并與原框架柱內縱向受力鋼筋共同工作。采用加大截面法不僅提高框架柱的承載力,并且在一定程度上提高了結構的剛度。 加大截面的尺寸一般在100mm左右,采用混凝土加大截面,澆筑時(shí)很難振搗密實(shí),加固質(zhì)量難以保證。本工程采用高強灌漿料代替混凝土,保證了混凝土的密實(shí)度。
        抗剪承載力不足的框架柱采用橫向粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固處理。 框架柱粘貼環(huán)向碳纖維箍,纏繞3圈且搭接長(cháng)度應超過(guò)200mm。碳纖維箍外側抹厚度不小于 25mm 的高強度水泥砂漿,以滿(mǎn)足防火及防護要求。 框架柱頂部及底部設置4mm厚鋼板封閉箍進(jìn)行附加錨固。
        2混凝土梁加固
        混凝土梁采用型鋼加固法。此方法適用于不允許增大構件截面尺寸,而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結構加固。 型鋼加固法是在混凝土構件四周包以型鋼,型鋼與被加固梁之間用聚合物砂漿或結構膠等方法黏結。型鋼表面抹厚度不小于 25mm 的高強度水泥砂漿(應加鋼絲網(wǎng)防裂)作防護層,具體做法如圖 7 所示。
        3樓板加固
        樓板采用粘貼碳纖維加固法。碳纖維復合材加固混凝土結構,主要是利用纖維抗拉的高強度、高彈性模量、高應變性能及利用改性環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠結材料,使碳纖維與混凝土結構產(chǎn)生良好的黏結性,加固補強原結構受拉縱向鋼筋和受剪、抗扭箍筋的不足,從而提高結構抗彎、抗剪、抗扭承載力。
        該方法用高性能黏結劑將碳纖維布黏貼在樓板表面 (纖維粘貼方向應平行于構件的主受力方向),使兩者共同工作,提高樓板的抗彎承載力。為提高碳纖維布黏結加固耐久性,碳纖維表面采用壓結鋼片加射釘進(jìn)行附加錨固,壓結鋼片長(cháng)度宜為碳纖維布寬 +60mm,射釘應不打穿碳纖維布。
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