某商业建筑的局部结构改造

'维普资讯http://www.cqvip.com第5期广东土木与建筑№．52008年5月GUANGDONGARCHIrECTURECIVILENGINEERINGmY20o8某商业建筑的局部结构改造郑睿祺1曾立辉2(1、华润(深圳)有限公司深圳518001；2、广州容柏生建筑工程设计事务所广州510170)摘要：介绍某商业建筑局部结构改造的设计过程，包括结构布置选型，加固计算和加固方法，针对商业运营要求作出的设计调整等．并总结整个改造设计的心得体会，供设计人员参考。关键字：结构改造：方钢管柱；碳纤维加固；组合梁加固1工程概况3改造的结构布置选型和计算深圳某商业建筑一期工程于2004年建成并投3．1结构布置选型入使用，其二期工程正在建设中。基于建筑设计的考(1)取消1～3层M20轴~ML轴的柱，相应在M20虑．要求在一期工程的2层和3层与二期工程连接。轴上距ML轴各3．7m处增设方钢管柱，如图2。因M20~ML轴的柱正好位于连接通道的正中央．故rr需进行结构改造，以取消该柱，局部结构平面如图1。——J’j]呈II_一口蜓方{量[善uIt-曼嚣一蟊地下室壁l—_48080一图2改造后的结构立面图(2)对2~4层M20轴MK—MM的边梁进行加固．图1局部改造结构平面图其中4层的ML轴大梁由普通框架梁改为带转换的框架梁．作为重点的加固对象。因原ML柱切断，M202改造设计条件轴上的梁节点处能保留贯通，故新增方钢管柱与该段梁上下按铰接考虑．原设计梁按贯通考虑。取消ML本工程场地位于地震烈度7度区．按丙类抗震柱并增加方钢管柱后．M20轴上MK—MM轴的梁在建筑考虑．设计基本地震加速度为0．10g，场地类别方钢管柱位置会出现负弯矩．因此必须考虑在梁面为Ⅱ类．结构设计使用年限为50年，安全等级为二级。粘贴钢板进行加固根据场地地震安全评价报告并考虑中区为大型商场．(3)将柱取消后．各层ML轴上与此柱相连的原本工程地震作用考虑增大系数1．38。基本风压。：主框架梁的内力会发生一定变化．需根据计算结果O．15k／m2，地面粗糙类别为c类，体型系数取1．4。对梁底进行加固。加固2~4层的ML轴(M18一M20)本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构．部分为框架梁．其中4层ML轴上的转换梁承担ML—M18柱钢一混凝土组合结构墙柱混凝土强度为C40～C45，传来的屋面荷载．是重点的加固对象。梁板为C35原结构选用TBSA软件进行计算分析。17 维普资讯http://www.cqvip.com20惦年5月第5期郑窖祺等：某商业建筑的局部结构改造MAY20惦No．53．2结构计算阜：(3)因加固区域的负1层是繁忙的货车通道．故(1)改造设计的计算分析选用中国建研院编制的不能在负1层进行加固工作和设置临时支撑：PKPM软件，计算模型选取M20轴向内3跨及ML轴(4)商业运营不要求去掉1层的ML—M20柱．可向上、向下各3跨，各信息及参数选取均与原设计相以保留。同。仅部分构件尺寸作相应调整。(2)建立原设计的计算模型。计算原结构的受力．5最终的结构改造方案将计算结果和改造设计模型的计算结果进行比较(3)根据对比结果。除ML轴及M20轴大梁外。根据商业运营的要求．对初步改造方案进行了调相邻跨的框架内力及配筋仅楼梯间内的两根梁需要整和完善，主要体现在以下方面：加固。其余梁的内力及配筋均不大于原设计。因此其(1)4层楼面梁加固方法的调整余相邻跨的框架均不需进行加固处理初步方案中梁的上表面贴钢板加固．下表面采用3-3初步的结构改造方案如图3所示贴钢板加固或贴碳纤维加固由于4层楼面没有施工作业场地，因此改用加大截面法。仅从下表面进行加ll圃固M20轴上MK-MM轴之间的梁采用加宽并在梁底加拼接槽钢做组合梁的加固方法。以增强其抗侧刚度，一一l有利于ML轴的梁在此处作为支座。如图4所示。而2、3层梁则仍采用粘贴碳纤维布加固法。施工较为简便。L1Il●I原柱一(2)放弃加固1／MK轴处的次梁．避免涉及竖向此的机电管线。改为加强1／ML轴处的次梁，和1／1■MK—I／ML之间垂直于ML的次梁．改变1／MK一1／ML之间楼板的传力途径．使大部分楼面荷载不通地下室千斤顶『过1／MK轴处的次梁侧壁8垫堕塞整／l3936lm一岫1日41I(3)保留1层的ML-M20柱。大大简化了2层楼舢舢ll：面梁的加固工作。考虑用首层作为施工的临时支撑图3初步结构改造方案层，不需要在负1层搭设临时支撑(4)方钢管柱的布置不变。4商业运营的要求调整后。最终确定的结构改造方案如图5。虽然从局部来看。4层楼面梁增加的截面较大，初步结构改造方案形成后。我们与使用单位进用材较多。但由于不需在4层楼面施工，仅需在3层行了沟通由于被改造的建筑是正在运营的商业建的空间内施工，故施工更为简便。从局部来看。次梁筑，因此运营方面提出了一些新的限制。包括：的加固数量增多了。但由于不需迁移和改造机电管(1)因为4层楼面是一家连续经营的幼．JLlt务线，施工上更方便更安全。综合考虑各因素，该新方中心。不能中断经营来提供施工场地，故不能在4层案比原方案使用材料较多．但在施工方便和安全方楼面进行加固施工：面比原方案更好(2)MK—ML楼梯间附近有较多竖向机电管线f新风井和消防水管)．因涉及其它区域的商自密实砼业运行而不能中断．故不能在竖向机电管线的对应区(a)2、3层和4层梁底钢一混凝土组合梁(b)4层梁扩大截面法域进行结构改造：图4加固大样图18 维普资讯http://www.cqvip.com2O08年5月第5期广东土木与建筑mY2O08№．5卯保结构在改造加固后能满足规范要求．兼顾与原设一．88圃计模型的可对比性．加固设计时应考虑对加固区域相邻几跨框架的影响一[16．3商业建筑的改造往往有商业运营方面的特殊的要求．成为加固设计中需要重点考虑的因素L】。而固一6．4结合现场的具体情况及施工可行性．灵活选取次粱加固最优的加固方法．在加固设计中应多考虑实际施工力的简便易行和安全性f80呶l20o)’11I侧也下壁室8l，936l参考文献[1]JGJ3-2002高层建筑混凝土结构设计规程[S]图5最终结构改造方案[2]GB5001O一2002混凝土结构设计规范[S]6几点体会[3]GB50017—2003钢结构设计规范[S][4]JGJ138—2001型钢混凝土组合结构设计规程[S]6．1加固设计前应做好充分的准备工作．收集完整[5]CECS25：90混凝土结构加固技术规范『S]的原设计资料，并分析现场条件。[6]CECS146：2003碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S]6．2采用至少2种软件对结构进行计算分析．以确[7]GB50367—2006混凝土结构加固设计规范[S](上接第9页)力途径．同时又可以为进一步分析局部区域上下竖5结论向构件的传力分析提供计算条件。5．1本工程板式转换层应用是成功的．计算分析表爹考文献明．板式转换层在满足建筑功能和提高综合经济效[1]JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程[S]益方面比其他类型转换层更具优势．在一定范围内[2]GB50011-2001建筑抗震设计规范[S]是值得采用的[3]澳门规章56／96／M楼宇结构及桥梁结构之安全及荷5．2从上述计算分析结果可以看出．采用经典隔离载规章『S]体平衡法分析转换板的受力性状是一种有效、简单、[4]澳门规章64／96／M钢筋混凝土及预应力混凝土结构方便实用的方法．计算结果能反映转换板的基本传规章『S](上接第21页)参考文献①只有当E>时，抗压弹性模量和容许转角两个指标才可能同时满足标准要求：[1]JT／T4-2004公路桥梁板式橡胶支座[s]②当E。雠>E>Era时，实测抗压弹性模量必须落[2]／T4-1993公路桥梁板式橡胶支座[S]在[，]才能使容许转角也满足标准要求；[3]JT3131．3—90公路桥梁板式橡胶支座成品力学性能检③当池时，实测抗压弹性模量满足标准要验规则『S]求的同时．容许转角也将同时满足要求[4]胥明，黄跃平，周明华．板式橡胶支座抗剪弹性模量不确由此可见．只要对橡胶支座的抗压弹性模量进定度的研究[J]．试验技术与试验机，2005(3)行了实验．就能满足现行标准所规定的容许转角的[5]黄跃平，胥明，周明华．板式橡胶胶层厚度不均匀对支座结论．因此建议取消容许转角正切值的试验力学性能的影响[J]．试验技术与试验机，2005(4)】9'