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北京某框架结构混凝土加层加固改造技术
来源:中国工程教育网时间:2010-03-04 点击:
摘要:结合北京某锅炉房结构改造工程,介绍了混凝土结构加层,加固设计方法和施工技术。在加层方法,桩基础地基加固处理理,混凝土柱增大截面加固处理等方面作了论述。
关键词:混凝土加层;加固改造
我院于2005年1月承揽设计了北京某地锅炉房加层加固改造工程。该工程始建于1994年,主体为框架结构,基础为扩底灌筑桩,梁、柱、基础均为现浇钢筋混凝土。一层~二层为现浇钢筋混凝土楼板。三层为预制混凝土空心楼板。由于扩建要求需对该楼局部加高两层,为此对建筑主体结构进行加固处理。该工程主要技术难点是保证新旧混凝土结构共同作用和减少锅炉附属管沟的开挖对桩基础的影响。
一、结构计算及加固方案的设计
根据原有设计图纸,本楼原初设计采用的是扩孔灌注桩,桩基础考虑桩侧摩擦力,。地质勘察报告显示,桩端持力层为粉砂层,容许端承载力400Kpa。主体为框架结构空心砖墙填充,,,,原有结构混凝土强度等级C25,抗震设防烈度为8度。
根据工艺要求,原二层附加钢制设备需要移动位置。因为此钢制设备重量较大,将近35吨,利用原有屋面无法固定,所以必须重新浇筑混凝土梁,预埋埋件才能固定。因此设计小组商议决定将原有屋面整体揭除,重新浇筑梁板。
我们采用了中国建筑科学研究院编制的satwet三维空间结构计算软件对加层加荷后结构整体计算。()。结果显示自震周期、层间位移均、底层柱轴压比均达不到设计要求,说明加层,加荷后建筑物整体的承载力,抗震能力不能满足要求,必须处理。
因此我们对底层柱采用加大截面,外包钢处理,(),以此增加结构整体性。并将整体加固模型用三维空间结构软件分析计算,计算结果显示各项指标均满足设计要求。通过核算,本建筑物虽然局部加高了两层,附加设备荷载增大了,桩顶附加内力却没有显著的变化。工程小组分析,原有工程中附加设备荷载校大,受力分布点距离单柱较近,所以大部分荷载通过单柱传递到基础上。新增两层后,附加设备荷载受力点进行了调整,改变了荷载分布状况、传力途径,使力均匀传递到周围的基础,所以桩顶附加外力没有显著变化。原有桩基础满足使用要求,不需要处理。
总结分析结果我们确定了加层加固整体方案:
1、将原有屋面揭除,重新浇注梁板,预埋埋件。
2、从基础顶底起将底层柱截面加大,其余柱截面外包钢加固。整个工程采取减轻结构体系自重,加层不加荷的原则,采取相应措施。我们更换了墙体材料采用较轻的加气混凝土块砌筑,屋面采用轻钢屋面。新浇筑的混凝土,比原有混凝土高一个标号。
二、地基土的加固处理
根据工艺要求,将在桩基础之间挖一条深3米宽一米的除灰混凝土水沟。,根据规范要求水沟底部水平连线与桩顶侧壁连线必须小于土壤内摩擦角。而且本工程的桩是考虑桩侧壁摩擦阻力的,水沟的开挖必然影响到粉土对桩的摩擦力。我们考虑受水沟影响的此排桩所承担的轴力较小,水沟中心距桩中心距离满足3倍桩径要求,如果注意施工工艺,对桩周围土壤进行固化加固处理,可以开挖。针对水沟开挖我们设计了施工方案如下:首先我们