厂房加层改造检测鉴定报告——结构的复核与加固
在很多的实际加层工作中,往往出现很多原有框架结构构件的截面和配筋都不能满足加层后所承受的荷载的要求,因此必须对原结构进行加固。
采用较多的方法有加大截面加固法,预应力加固法,改变结构传力途径加固法,外粘钢板加固法,碳纤维加固法等多种方法 ,每种加固方法各有特点和使用范围,应根据具体条件加以选择。
本工程由于加层后房屋高度和荷载都发生了变化,使下部梁柱的受力发生变化,因此,对加层后的整幢房屋的柱、梁内力的变化以及承载力必须做一次详细的复核,根据框架计算的原则,计算出加层后框架梁柱的内力,然后再按原来框架梁柱的截面配筋进行承载力复核 。
现以(2/ 3) 轴框架柱为例,加以设计加固说明。
此柱加层后承担内力:轴力N = 1072 KN ,弯矩M = 307 KN ·M
柱截面尺寸:500mm ×500mm ,混凝土C20 ,对称配4Φ18 ( A′S = A S = 1017mm ) 纵筋。
e0 = M/ N = 286. 4mm (1)
ei = e0 + ea = 306. 3mm (2)
η= 1. 0e =ηei + h/ 2 - a = 526. 3mm (3)
式中e0 :偏心矩; ea :初始偏心矩; ei :附加偏心矩;η:偏心矩增大系数。
因为
N =α1 f cbhξb + f′yA′s - f yA s = 1305. 6 KN > N = 1072 KN (4)
属于大偏心受压。
由计算公式N =α1 f cbx + f′yA′s - f yA s (5)
计算得x = 223mm
式中:α1 :系数; f c :砼轴心抗压强度;ξb :相对界限受压区高度; x :受压区高度; f′y :受压钢筋屈服强度设计值; f y 受拉钢筋屈服强度设计值; A′s ( As ) :受压(拉) 钢筋截面面积。
截面抗力弯矩为Mb = a1 f cbx ( h0 - x/ 2) + f ′yA′s ( h0 - a′s ) = 514. 3N ·m < M = N e = 564. 1kN ·m (6)
故应对该柱加固,采用对柱四角包以角钢L50 ×4 的湿式外包钢法加固,角钢与原柱混凝土间以乳胶水泥粘贴,并加扁钢环箍封闭 。
由公式N ≤α1 f cbx + f′yA′s - f yA s + 0. 8 ( f′y s2 A′s2 - f s2 As2 ) (7)
计算得x = 223mm
截面抗力弯矩为:
Mb = a1 f cbx ( h0 - x/ 2) + f ′yA′s ( h0 - a′s ) + 0. 8 f′s2 A′s2 h0 = 557. 3kN ·m > M = N e = 564. 1kN ·m (8)
式中: f′s2 ( f s2 ) :受压(拉) 外包角钢强度设计值; A′s2 ( As2 ) :受压(拉) 外包角钢截面面积。
因此,采用角钢L50 ×4 的湿式外包钢法加固原框架柱可以满足要求,但此法在施工时要保证角钢与原柱混凝土之间粘结牢固,以保证角钢和混凝土协同工作。
从加层构造来看,所加层荷载主要通过框架梁柱传递,对原结构楼板影响很小,经验算校核,框架梁的配筋能满足加层后的截面配筋要求,故可不对框架梁进行加固。
该加层工程的设计根据工程实际情况,考虑了各方面不利因素,采用了安全、简洁、经济可行的方法进行加层和加固,工程施工中没有对生产造成不利影响,保证了生产的正常进行。
从整个加层设计过程可以得出以下结论:
(1) 钢筋混凝土框架结构加层和加固前,必须进行详细准确的性鉴定,即坚持" 先鉴定后设计,先加固后加层"的总原则来进行。
(2) 根据性鉴定结果,对结构主要承重构件的承载力进行计算和校核,并考虑房屋的使用要求,确定合理的加固方案。
(3) 在混凝土结构加固工程中,应严格控制施工质量,使新增结构和原混凝土结构融为一体,以保证新旧结构共同工作,共同发挥作用。
(4) 钢筋混凝土框架结构加层中,要注意框架柱钢筋与原框架的连接,因为新加层部分的框架柱钢筋与原框架的连接是保证设计质量的关键。
总之,对于需加层加固的房屋都应根据实际情况加以认真分析,仔细验算,并根据地质条件、房屋的受力情况、施工质量等情况,对各种不利因素都应加予考虑,对原有房屋进行详细的检测和性鉴定后,进行详细的分析和方案选择、结构计算和校核后才能进行,不能一概而论。
本厂房经过加层加固改造后,增加了使用面积,并改善了内部工艺流程和工作环境。
在保证原有的结构安全的前提下做到经济适用,在有限的工期内完成了加层加固改造任务,并保证了工厂生产的正常进行。
厂房加层改造检测鉴定——改造检测鉴定的意义：
(1) 在建筑物进行加层改造之前,应对其进行全面的检测、鉴定,检测出原房屋的结构形式、材料强度、不均匀沉降及构件损伤情况,并进行结构抗震验算;把检测及计算结果作为制定建筑物加固方案的依据。
(2) 因原房屋设计施工较早,当时没有考虑抗震设防,房屋存在着较多的问题,如框架梁柱的配筋不能满足现行规范要求、结构的节点构造处理不能有效传递弯矩等。
通过加固措施,虽然按现行规范进行抗震计算能满足要求,但梁、柱连接节点抗震构造措施一般是不可能满足要求的,在加固设计时,要考虑到这一因素。
在可能的情况下,应注意通过加强构件的连接,达到提高房屋整体抗震能力的目的。
(3) 工程中通过增设适当的短肢剪力墙来提高房屋的抗侧移刚度,从而保证了房屋层间位移满足现行《建筑抗震设计规范》的要求。
(4) 对框架梁柱的加固方法应针对具体情况区别对待。
由于原框架结构没有考虑抗震设防,框架柱箍筋配置不能满足现行抗震设计规范要求,柱轴压比偏大、截面不能满足改造要求,为此框架柱采用外包角钢进行加固; 对因抗弯、抗剪承载力不足的框架梁加固时,若梁的刚度足够,则采用碳纤维补强加固方法;若梁的截面尺寸偏小,则采用传统的混凝土扩大截面方法进行加固。
这样,采用不同加固方法对结构构件进行补强,不但能满足构件本身的承载能力要求,也可保证框架结构整体的抗震性能。