框架結(jié)構(gòu)加層與改造加固設(shè)計(jì)分析
時(shí)間:2022-09-16 11:26:26
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摘要:以某混凝土框架結(jié)構(gòu)門(mén)診樓加層改造為工程背景,在6層框架結(jié)構(gòu)頂部增加一層鋼結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)鑒定及計(jì)算分析,加層后,部分框架柱軸壓比不滿足規(guī)范要求,部分框架柱和混凝土梁承載力不滿足規(guī)范要求。對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固后,分別采用PKPM軟件和Midas軟件對(duì)加層前后結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:周期、剪重比、最大層間位移角能夠滿足規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);加層;加固;鋼結(jié)構(gòu);分析
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,存在既有房屋加層改造情況,這樣既不用多占土地,建筑面積也能相應(yīng)增加,而且建設(shè)周期短、投資小、見(jiàn)效快。很多學(xué)者和工程技術(shù)人員對(duì)結(jié)構(gòu)加層加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和分析[1-3],本文通過(guò)對(duì)框架結(jié)構(gòu)頂部增加一層鋼結(jié)構(gòu)以后進(jìn)行整體分析,通過(guò)加固能夠滿足規(guī)范要求,為今后類似的不同結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)整體計(jì)算提供參考。
1工程概況
某醫(yī)院門(mén)診樓位于張家口市宣化區(qū),為地上六層框架結(jié)構(gòu)建筑物,CFG樁復(fù)合地基,柱下獨(dú)立基礎(chǔ),建筑面積約6440㎡,建于2009年,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年,安全等級(jí)為二級(jí),抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g,設(shè)計(jì)地震分組為第二組,建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類,設(shè)計(jì)特征周期為0.40s?,F(xiàn)擬在六層頂加一層鋼框架結(jié)構(gòu),接建層功能為病房,層高2.8m,柱網(wǎng)與原有建筑物相同,屋面采用74mm~150mm厚壓型鋼板-鋼筋混凝土組合屋面板。
2接層鋼結(jié)構(gòu)方案
該門(mén)診樓接建層為一層鋼框架結(jié)構(gòu),柱、梁均為熱軋H型鋼,屋面為壓型鋼板-鋼筋混凝土組合屋面板。鋼結(jié)構(gòu)與原構(gòu)件采用鉸接連接,埋件需采用化學(xué)錨栓與原有結(jié)構(gòu)連接,連接所需錨栓根數(shù)較少,對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成的破壞和影響較小。
3接層后整體結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析
3.1計(jì)算模型??紤]本工程的特點(diǎn),采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM軟件和北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司MIDASBuilding結(jié)構(gòu)大師軟件進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。3.2周期計(jì)算結(jié)果。3.3基底剪力計(jì)算結(jié)果。3.4最大層間位移角比較。3.5接層后整體結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)。由以上計(jì)算結(jié)果可知:(1)原結(jié)構(gòu)接建后周期較接建前加長(zhǎng),平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)與接建前一致。(2)接建部分延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期,減小地震影響系數(shù),從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)地震作用的目的。經(jīng)接建前后基底剪力分析可知:接建后結(jié)構(gòu)質(zhì)量的增加,并沒(méi)有使結(jié)構(gòu)承受的地震作用增大。(3)經(jīng)復(fù)核,主體結(jié)構(gòu)接建前后,結(jié)構(gòu)剪重比、位移均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。
4結(jié)束語(yǔ)
4.1接層后屬于混合結(jié)構(gòu),現(xiàn)行抗震規(guī)范不包括此種結(jié)構(gòu)型式,屬超規(guī)范建筑物,因此,采用不同軟件計(jì)算模型十分有必要。4.2頂部鋼結(jié)構(gòu)加層后,結(jié)構(gòu)的整體、質(zhì)量、剛度與周期都會(huì)發(fā)生變化,對(duì)加層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮到加層后整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性與原結(jié)構(gòu)的變化,僅對(duì)加層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)是不安全的,必須對(duì)建筑物整體進(jìn)行考慮,必要時(shí)對(duì)下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
作者:張志偉 武運(yùn)鋒 李彥輝 李云周 單位:1.河北省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司 2.河北建研工程技術(shù)有限公司