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大型公共建筑功能区改造的工程设计与实践(论文).pdf

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·29· 大型公共建筑功能区改造的工程设计与实践 沈 朗, 安会丽, 张俊国, 耿鹏超 (中建二局第二建筑工程有限公司, 518005 ,广东深圳)    摘 要 :建筑功能分区受建筑定位、社会经济等多方面影响。从设计到使用过程会伴随设计变更和功能 区调整等多重因素影响,为保证建筑结构的安全性与适用性,合理的改造措施不可避免。以工程实践为依托, 从梁、柱及梁柱节点 3个角度进行加固分析,综合运用粘钢加固法和碳纤维加固法。实践表明,该施工工艺 具有良好的经济与社会效益,对新旧建筑的改造具有一定参考价值。    关键词: 建筑功能分区 ;粘钢加固;碳纤维加固;裂缝处理    中图分类号: TU 746.3 文献标志码: B 文章编号: 1000 -4726(2017)13 -0029 -04 2 难点分析和解决思路 2.1 难点分析 本工程主要拆除与加固部分结构高度及承受荷载 较大。在设计与施工阶段主要有以下难点。 (1)在拆除过程中将产生较大的挠度,使荷载 重新分布,有较大危险性。 (2)结构高度大,支撑结构安全保证措施要求 高,加固构件吊装存在困难。 (3)框架柱、梁及梁板柱节点加固范围大,尤 收稿日期: 2017 -09-20 作者简介: 沈 朗(1990—),男,江苏宿迁人,硕士, e-mail: shenlangwelcomeu@163.com. 建筑功能分区须适应城市发展和区域社会需 求。一成不变的建筑功能必然会造成一定的资源浪 费,因而,建筑功能分区应作出相应调整。大型公共 建筑是区域的核心,建筑功能丰富,结构相对复杂, 在调整功能分区前须综合考虑。当功能分区发生调整 后,建筑荷载分布及结构布局均发生相应变化,单一 构件的加固措施经济效果差,后期维护措施不当常带 来较大的安全隐患。为在保证建筑安全性的条件下, 维持建筑正常使用功能,须对建筑的结构进行较大范 围改造与加固 [1,2] 。 1 工程概况 徐州市泉山区某国际广场项目,总面积为 260 000 m2,集购物、餐饮、休闲、娱乐、文化、教 育等功能为一体。 1~3号地下一层为车库、机房和超 市,1~3 层为商业区。建筑为框架 –剪力墙结构, 墙体为加气混凝土砌块填充墙,抗震设防烈度 7度 (0.10 g)。主体工程建设完成后,由于 2层以下部 分建筑功能分区的变化,对建筑部分结构进行拆除给 工程的安全性带来很大挑战。 本次改造涉及 2,3号楼地下 1层和 1层电梯井部 分梁结构的凿除与增设(图 1)及层间梁板柱结构的 加固。现需在保证建筑使用空间和干燥施工环境条件 下,对建筑梁柱等结构进行改造与加固。 大跨度空间结构的改造存在一定的难度,且 安装加固要求较高,质量控制难度大。本工程 1层 均已装修完毕,对作业环境也有较高要求。针对上 述问题,对结构不同部分采用不同的加固方法,有效 提高不同结构之间加固的协调性,使加固取得良好 效果。 图 1 电梯井凿除与加固示意 (a)1 号楼电梯井凿除与加固;(b)2 号楼电梯井凿除与加固 (b) 200 ×500 200 ×400 200 ×500 8@100(2) 8@200(2) 8@200(2) 2 25;2 25 2 14;2 18 2 16;2 16 KLC–3(1)新增梁 LC–7(1)新增梁 LC–6(2)新增梁 新增楼板 此梁需凿除 (a) 新增楼板 12@300局部附加 5 22 3/2 5 22 3/2 4 22 12@300局部附加 12@300局部附加 12@300局部附加 1 200 1 200 1 200 1 200 ᔪㆁ ᢰ ᵟ Architecture Technology ㅜ 48 ধ໎࠺ 2017 ᒤ 12 ᴸ Vol.48 No.12 Dec. 2017 ·30· 其是梁柱节点部位给工程带来较大难度。 2.2 解决思路 梁柱结构的拆除是整个施工过程中危险系数较大 的部分,拆除过程中产生的荷载和挠度在加固后难以 恢复。在拆除过程中,增设临时支撑,保持整体和局 部的稳定性,做到先撑后拆的要求。先进行部分柱结 构加固,随后进行梁及其他柱结构加固。 加固方法既要满足建筑的安全性与适用性,又要 达到理想的经济效果。本工程对结构外观及尺寸要求 较大,传统的加大截面法难以满足要求,因而采用干 作业施工法。 3 结构受力机制及工艺原理 3.1 结构受力机制 建筑荷载通过板、次梁、主梁、柱依次向下传递, 并最终由地基基础承担,梁板主要抵抗结构弯矩作用, 并具备抗剪性能,框架柱以受压为主,承担竖向荷载。 框架节点作为梁柱或板柱的结合部位,起到连接、传 递和分配荷载的重要作用,节点作为框架结构的核心 部位,其破坏将导致框架结构整体失稳,使结构失去 承载能力。 3.2 工艺原理 根据结构受力机制,在结构加固中不仅要根据各 结构构件的受力特性进行加固,还应解决结构节点 核心区受力与变形的协调性,才能达到理想效果。 结合本工程的特点,采用粘钢加固法和碳纤维加 固法。 粘钢加固法是采用高强粘结剂,将钢板粘结于钢 筋混凝土构件表面,以达到增强承载性能的目的。该 方法能显著提高结构的承载性能,避免湿作业对建筑 环境的影响。 碳纤维加固法是采用高强度纤维材料,将其粘贴 于结构构件表面,固化后形成具有纤维增强效应的复 合材料。该方
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