体育馆及博物馆加固改造项目分享.pdf

1、第一章：某博物馆改造工程本章介绍一、原建筑简况二、鉴定报告的结论三、加固方案的制定四、加固设计技术难点五、改造回顾地址：广东省湛江市建筑年代：约上世纪70年代原使用功能：办公楼改造后功能：博物馆一、原建筑简况面积：总建筑面积2187.03m2设计依据：无原始资料，仅依据鉴定报告结构形式：第一幢五层，第二幢三层，皆为混合结构外立面砌体承重，内部局部砌体、局部混凝土柱承重改造前照片效果图（一）结构安全性鉴定结论：1、地基基础已基本处于稳定状态，满足正常使用的安全要求。2、部分框架柱、梁及所有楼板不满足承载力的要求。3、大部分承重墙抗震验算、受压验算不满足计算承载力的要求。二、鉴定报告的结论：（二）

2、结构安全性等级评定如下：1、地基基础子单元的安全性评定为Bu级；2、上部承重结构子单元安全性评定为Du级；3、围护结构子单元安全性评定为Du级；4、整体结构安全性等级评定为Dsu级。三、加固方案的制定（二）结构改造加固理念：转换体系：内部整体托换为框架结构（一）建筑方案：1、修旧如旧，内部大开间，外立面保留2、有限空间内新建电梯（三）结构改造加固方案：1、新增锚杆静压桩 2、采用混合结构托换改造为框架结构 3、柱及梁采用加大截面加固 4、楼板使用嵌筋法进行加固（一）狭窄空间增建电梯及其基础需求：加建电梯空间狭小，电梯基础紧临原结构基础解决方案：新增锚杆静压桩基础对原结构托换后施工电梯电梯基础原

3、条基新增基础建筑方案四、加固设计技术难点（二）砌体结构改造为大开间与外立面修旧如旧的保留改造前建筑平面图改造后建筑平面图墙体拆除外立面保留需求:“内部大开间+外立面保留”的典型建筑平面图解决方案：1、变原结构受力体系加固：整体托换为框架结构加固2、保留外立面的实现方法：新增边梁边柱做法改造后结构平面图等效截面刚度的方法进行验算内部整体托换为框架保留外立面的新增边梁边柱做法（三）对砌体托换框架的加固施工顺序优化水平构件由上至下进行加固施工竖向构件由下至上进行加固施工优化 梁承载力要求高 需要支撑，风险高 梁承载力要求低 可取消原工艺两侧的预应力螺栓头 无需支撑，风险低竖向和水平向构件由下至上进行

4、加固施工13（四）楼板使用嵌筋法进行加固 嵌入的受力筋与楼板形成整体共同受力 钢筋粘接锚固效果可以保证 新增钢筋与原板筋协同工作性能更好 仅要求开凿浅槽,工程量大大减小 使用无限制,防火和耐腐蚀性能较好五、改造回顾（一）施工前（二）施工过程（三）施工后17（三）施工后第二章：某体育馆提升改造工程项目本章介绍一、原建筑简况二、鉴定报告结论三、建筑改造后的平面布置和使用功能四、加固方案的制定五、加固设计技术难点一、原建筑简况（一）地址：广东省（二）面积：总建筑面积8211.3m2（三）结构形式：钢筋混凝土框架四层结构、屋面为网架结构（四）建筑年代：2005年（一）结构安全性鉴定结论1、框架柱配筋满

5、足承载力要求；2、部分框架梁、次梁配筋不满足承载力要求；3、部分楼板配筋基本满足承载力要求。整体结构安全性等级评定为Csu级，安全性不符合本标准对Asu级的规定，显著影响整体承载。（二）抗震鉴定结论1、个别混凝土柱轴压比不满足现行规范要求；2、部分框架柱配筋不满足抗震承载力要求；3、部分框架梁配筋不满足抗震承载力要求；4、抗震构造措施基本符合现行规范要求。综上，抗震能力不满足建筑抗震鉴定标准（GB50023-2009）对C类建筑的抗震设防要求。二、鉴定报告结论22三、建筑改造后的平面布置和使用功能本次主要改造内容（仅对体育馆室内进行改造，不涉及屋盖）：（一）拆除二层看台、部分室内隔墙、原篮球场

6、地板1.2米高的缓冲水泥桩；（二）在原有大空间篮球场的上空（标高9.300m处）加建面积1759.77m2的结构楼层，使得原有大空间一分为二，功能分别为篮球场及羽毛球场。改造后首层篮球场效果图改造后加建羽毛球场地效果图存在的问题（1）部分柱轴压比超限、承载力不满足使用要求、箍筋配置不满足抗震要求；（2）部分梁承载力不满足使用要求；（3）部分板承载力不满足使用要求；（4）部分基础承载力不满足使用要求。解决方案（1）对柱采用加大截面和粘贴碳纤维布的方法进行加固处理；（2）对梁采用加大截面和粘贴碳纤维布的方法进行加固处理；（3）对板采用新增钢梁减小板跨和粘贴碳纤维布的方法进行加固处理；（4）对不满足

7、要求的基础采用加大承台和新增钢管柱进行加固处理。四、加固方案的制定（一）原结构部分加固设计方案（二）加固施工工艺圆柱加大截面做法示意柱粘贴碳纤维做法示意柱加固平面示意图（二）加固施工工艺梁加大截面做法示意梁粘贴碳纤维做法示意梁加固平面示意图（二）加固施工工艺板粘贴碳纤维布示意板加固平面示意图新增钢梁节点示意如采用钢筋混凝土梁板结构：1、砼梁高度至少1.8m，不满足篮球场净空要求；2、施工高度为9.3m，支模支撑困难；3、混凝土结构施工工期较长。现加固设计方案采用钢结构：1、钢梁高度1.3m，满足篮球场净空要求；2、采用压型钢板组合楼板不需要支模；3、施工方便，节约工期。22m22m22m22m

8、22m22m22m22m普通焊接 H1300600304022.06m22.06m130060013006001300600130060013006001300600130060013006001300600（三）加建部分设计方案五、加固设计技术难点（一）基础变更现场施工开挖后发现基坑涌现大量地下水，且为砂土土质，受架空层层高限制，尽管采取抽水、打木桩木板支护等措施，仍有多处坑壁大面积出现坍塌。原设计方案对原有承台进行加大截面加固，并新增钻孔钢管桩。在原有承台面新做承台(即承台面标高由原-4.3m提至-3.1m)，新增桩顶标高提高至新增承台，承台开挖深度由原来最深-5.6m减至-4.3m，减小

9、抽水量。变更优化（二）预应力封桩为保证新旧桩变形协调作用，采用预应力封桩技术。1、利用简单的锚固结构代替传力横梁对钢管桩进行预应力锁定；2、可调节连接钢板的使用量，使得钢管桩封桩的预应力值大大提高；3、具有较强的实用性与现场可操作性，能节约工期，降低成本。（三）梁加大新增纵向受力钢筋连接问题3、若新增底筋数量较多，造成植筋间距不能满足要求，在满足植筋要求的条件下，底筋可部分植入柱或主梁内，其他底筋延伸至柱边或主梁边为止。新增底筋的角部钢筋必须植入柱或主梁内，且植筋的数量不得少于新增底筋的一半。2、机械锚固现场条件不可取时，可采用锚栓连接；1、当植筋深度不满足设计要求时，可采用机械锚固；1、被加

10、固梁受力不大，新增纵筋很少，可在梁两端各设三个浮筋，浮筋上下端分别与梁内原、新增纵筋相焊接；（四）梁加大新增纵向受力钢筋与主梁的连接4、主梁处做斜托，斜托钢筋绕过主梁底部并与主梁内纵筋焊接。新增纵筋锚入斜托支座。2、用锚栓把角钢固定在主梁梁腰处，新增纵筋与角钢焊接；3、主梁梁腰处钻孔植筋，新增纵筋与植筋相焊接或机械连接；1、框架柱采用加大截面时，梁加大新增纵筋可直接锚入柱围套内；（五）梁加大新增纵向受力钢筋与框架柱的连接2、若框架柱纵筋较少，梁加大新增纵筋应通过连接钢板与柱内纵筋焊接；若柱内纵筋较多，则梁加大新增纵筋可直接与柱内纵筋焊接；3、用锚栓把角钢固定在框架柱上，梁加大新增纵筋与之焊接；

11、4、钻孔植筋，新增纵筋与植筋焊接或机械连接；5、钻通孔穿螺丝端杆，用环氧树脂或结构胶固定，新增纵筋与之焊接或机械连接；6、做外包钢套，新增纵筋与焊在钢套上的角钢焊接。（六）钢梁与混凝土柱的节点连接1、22m跨大钢梁与原混凝土柱的节点连接因跨度较大，钢框梁采用普通焊接 H13006003040，原柱加大截面后为直径1.2m的圆柱。考虑到与钢梁节点连接问题，柱头做成方柱。常规连接板与圆柱之间会有缝隙；环形连接板预制有难度。柱头做成方柱，不仅解决了以上问题，受力上更为稳妥，也方便施工。2、22m跨大钢梁与新增混凝土柱柱顶连接22m跨大钢梁一侧与混凝土圆柱铰接，考虑到大跨度钢梁挠度问题，无法做到全部刚接，另一侧做成连续梁通过柱顶。本节重点回顾：砌体结构、混合结构改造为大开间建筑方案，可以采用整体托换为框架结构；外立面修旧如旧的保留，可以采用新增边梁边柱的做法；在原有承台面上部新做承台，减少抽水量，降低施工难度；梁加大新增纵向受力钢筋与主梁、框架柱的连接；柱头做成方柱，方便节点做法，减小施工难度；大钢梁一侧与混凝土圆柱铰接，另一侧做成连续梁通过新增柱柱顶，有效降低钢梁挠度。