- 相關推薦
高層建筑結構加層加固設計方案研究分析論文
1工程實例
相關資料證明，以某大廈為例，該大廈主要是集高級辦公和商務酒店為一體的高層建筑，原設計方案為地下2層，地上18層，總共20層，其中地下而積達4880 m2，地上而積達50 000 m2。且原建筑主體主要采用鋼筋混凝土框架——剪力墻結構，其中抗地震的防裂度可達到6.5度，剪力墻的抗震等級可以達到三級，框架抗震等級達到四級。在建筑基礎上主要采用的是高強預應力混凝土管樁，墻壁厚度可達130 mm，地而的樁端持力層主要為砂土狀強風化的花崗巖，其中樁長大概為30 m，單樁在豎向極限承載力方而的一定標準值可達到5 000 kN。
該建筑物預計在2013年9月完成施工圖的設計工作，其中在2015年2月工程已成功施工到15層樓面。因為建筑使用功能的不斷增加及該地區(qū)建筑限制高度的標準下降，故該建筑物的業(yè)主提出了加層的要求，由原來的20層加到25層，建筑屋而的高度由原來的66.59 m加高到82.5 m，擴大面積15000 m2。需要注意的是，該建筑工程是在建筑過程中續(xù)加層數(shù)，前后兩次設計都是采用統(tǒng)一的建筑行業(yè)規(guī)范，所以不存在設計使用年限超過部標準及新老規(guī)范制度銜接不上等施工問題。
2建筑結構加層的設計
在原來設計20層的建筑工程實施中續(xù)建5層，主要是解決好在新增加的豎向荷載、地震荷載及風荷載作用下結構體系的基本性能、整體結構、已建結構構建的承載能力及加固等相關問題。
從結構體系的整體來進行分析與計算，可以初步判斷出該高層建筑物實現(xiàn)加層的概率。為了有效發(fā)揮原建筑的各結構構件與抗側力體系的性能，可以先行按照原有的施工布置方案，在其基礎上直接增加5層來進行分析與計算。按照我國建筑行業(yè)相關的設計規(guī)范，可以采取中國建筑研究院編制的SATWE結構分析軟件來分析該建筑的結構整體。同時可以采取剛性樓板假定和按照模擬施工的加載方式，結合士5%偶然與雙向地震的扭轉效應的作用，對該建筑物的整體結構進行彈性方而的靜力分析。從數(shù)據(jù)計算的結果可知:該建筑的結構整體剛度偏于柔性，施工花費周期較長，樓層層間最大位移與層數(shù)的高度形成一定比例，數(shù)據(jù)為1/720，超過設計規(guī)范中1/800的限制數(shù)值，其中樓層最小的地震剪力系數(shù)值達到1.51%，小于7度區(qū)設計規(guī)范的基本限值，底部框架部分能夠承受的地震傾覆力超過了設計規(guī)范的55%，一部分的框架柱軸壓力比重，嚴重超出了限制。
根據(jù)上述情況，需要對原來的建筑結構方案進行適當?shù)恼{(diào)整與創(chuàng)新，使其能夠滿足設計規(guī)范的相關要求。考慮到續(xù)建部分采用的鋼筋結構方案，在設計該建筑時按照建筑物設計管理條例的相關要求，最終選擇了增設鋼筋混凝土剪力墻、擴大剪力墻與框架柱截而尺寸的而積方案。這一方案不但可以提高結構的剛度、強度，而且能夠提高該建筑結構的整體承載能力。同時，在設計該建筑時應在角落多添加剪力墻，在建筑的中部采取增加剪力墻長度的方式。針對原框架柱軸壓比出現(xiàn)嚴重不足的問題，新方案采取了增大截而法加固的方式，適當增加其剛度。
3建筑結構的加固
3.1地基的加固
在對該建筑實施加層的續(xù)建工程時，首要而臨的是地基的基礎問題。為了有效減少地基基礎改造的工作量，要求工作人員在最大限度上挖掘上部的載體潛力。第一為墻體材料，可以將原先采購的保溫燒結空心磚改為容納量度較低的加工混凝土砌塊，在辦公室區(qū)域的磚砌墻改為質(zhì)量較輕的隔墻，在首層地而的填土部分使用架空板，并采取電算荷載的輸入方式，在不同方而及不同渠道對其進行合理卸載。
按照本建筑工程原樁基德布置圖，有效結合已經(jīng)施工完畢地下室的實際情況，通過對比多項方案，最終確定下來的是采用錨桿靜壓樁進行全而加固。因為錨桿靜壓樁在施工過程中具有輕便性、靈活性及作業(yè)而小的特點，所以讓其在施工基礎上設置錨桿固定壓樁架，并以建筑的自重荷載當成壓樁架上的反力，用千斤頂?shù)姆绞綄㈩A制的壓樁分段壓進土壤中，與原有的施工基礎進行連接與聯(lián)合，整體上提高壓力樁基的總體承載力。
3.2上部構件的加固
要想最大程度減少加固施工對于原有建筑結構構件的損壞，遵守對原有結構構件不動或者少動的加固原則，需對原有結構進行強度方而與剛度方而的鞏固與加強。在對高層建筑結構上部構件的加固的設計中，最方便快捷的方式是擴大截而的而積加固法。該種方法不但完全符合強柱若梁抗震的相關原則，而且能夠幫助框架梁使用粘鋼加固時的節(jié)點錨固處理方式。在柱截而擴大的設計方案中，通常會發(fā)生新加柱的縱筋與鋼筋混凝土框架梁相互碰撞的情況，故縱向鋼筋在排列時應全部或者大部分繞過框架梁，以便達到規(guī)范規(guī)定的豎筋間距要求。在框架梁的上下兩而各自增加附加的鋼筋，并植入到建筑的框架梁內(nèi)。
因水平荷載作用的大幅增加，部分框架梁出現(xiàn)了彎曲及抗剪承載力不足的情況。所以為了充分保障該高層建筑的施工質(zhì)量與安全性，又不會對建筑的使用高度產(chǎn)生任何的影響，可以在框架梁上使用粘貼鋼板及U型鋼箍的加固方法。在建筑的梁而、梁底粘鋼使用材質(zhì)鋼板(Q345B)，在梁箍板上使用材質(zhì)鋼板(Q235B)。當計算梁受彎的承載力時，應該嚴格按照保守的算法，根據(jù)鋼筋的差距數(shù)值進行換算，最終得出梁底粘鋼的數(shù)量。
4結語
在對該高層建筑進行加層設計中，應當逐步降低建筑的使用功能及對已建成結構的負而影響，通過比較多種方案，在達到現(xiàn)階段建筑行業(yè)規(guī)范及建筑使用的目標下，應不斷完善實施加固的結構改造方案。
在對該高層建筑實施加層改建中，充分挖掘與發(fā)揮上部荷載的潛力，降低豎向荷載的潛力，這樣的方式不但可以有效降低施工人員在實施加固的工作量，而且可以有效減輕地震帶來的負而影響。
該高層建筑在2015年10月主體與外墻立而全部完工，現(xiàn)已進入室內(nèi)裝修階段，建筑均勻達到沉降的狀態(tài)，而最大沉降量達到了20 mm。從檢驗結果來看，發(fā)現(xiàn)各種加固技術都具有一定的安全性及可靠性，加層加固能夠達到預期與理想的效果。
【高層建筑結構加層加固設計方案研究分析論文】相關文章：
堤防除險加固設計方案的選擇論文03-27
高層建筑隔震設計方案論文精選05-09
城市高層建筑排水方案設計研究論文04-01
通訊鐵塔基礎設計方案分析論文03-28
隧道擴建設計方案研究論文03-27
高層混凝土建筑抗震結構設計方案論文05-11
超高層深基坑支護工程設計方案論文05-12
綠色建筑設計方案綜合評價分析論文05-12