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某办公楼抗震加固改造 - 工程事故分析 某办公楼抗震加固改造[摘要]我国是一个多地震的国家，海 fd、唐山、汶川等地震 给人民的生命财产造成了巨大的损失一些建筑，特别是公共建筑， 如学校办公楼等，其抗震性能鉴定及加固，便成了人们重视的问题 本文对某办公楼在抗震性能方面存在的主要问题及抗震加固作了介 绍[关键词]抗震加固，抗震鉴定，抗震性能一、工程背景某办公楼原建于 1956 年，为 5 层砖结构，建筑面积 5790.5㎡， 设有局部地下室，房屋总高 19.2m，当时设计没有考虑抗震，且年 久失修，经房屋安全鉴定部门鉴定，存在如下问题：整个建筑物全 部墙体内均无抗震构造柱；原有的圈梁体系局部断开，未成为封闭 体系；基础埋深近 3.0m，缺乏有效的拉接；墙体之间、内外墙之间 无可靠拉接另外，用 PKPM 软件对原结构进行抗震验算的结果表 明，该结构各层墙段抗力与荷载效应之比平均约为 0.7,不满足目前 该地区 8 度抗震设防的要求，应进行抗震加固因该楼地处商业区 临街位置，要求加固后保持原外立面建筑风格，不宜采用外加构造 柱及增设圈梁方案，因此，决定采用夹板墙加固方案，喷射混凝土 工艺进行施工。

在加固的同时，还要将其改造具有现代设施（如中央空调、 先进的电信系统等）的办公用楼增设风机房处荷载较大，需对相关的楼板及梁进行加固；墙上开洞多且不规则，结构上需进行处理二、夹板墙结构设计1、夹板墙设计夹板墙设置见图 1`（首层所受到地震作用较大， 外墙采用双侧夹板墙） ，图中粗实线为夹板墙设有夹板墙的部分形 成了 3 个类似剪力墙筒体的结构形式，它们通过类似“肋” 的两道单 侧夹板墙连到一起，从而更加有效地抵抗地震作用板墙伸至室外 地坪下 500mm 处，端部放大成基础圈梁（JL） ，夹板墙的纵筋锚入 基础梁内因此，该方案在增加原结构承载力同时，有效地解决了 原有结构存在的无构造性、圈梁不闭合、基础缺乏拉接以及墙体无 拉接的问题 夹板墙基本参数：混凝土等级为 C25；墙内竖向钢筋为 Φ14@450；穿墙钢筋为 Φ8@600 ；梅花状布置；锚拉筋为 Φ8@600；梅花状布置，锚拉筋为 Φ8@600；梅花状布置，锚入原墙 体深度 150mm，锚入楼板 80mm 2、按规程进行可行性验算，整体加固效果采用加固后各楼层 的综合抗震能力指数 βs 进行评价，按《建筑抗震加固技术规程 》 （JGJ116-98） （下文简称《规程》及《建筑抗震鉴定标准》 （GB50023-95）,求得本结构各层 x,y 方向综合抗震能力指数 βs 列于 表。

根据《规程》第 5.1.2 条，加固后楼层的综合抗震能力指数不 应小于 1.0，且不宜超过下一楼层综合抗震能力的 20%本加固工程设计中，层 1~5 加固后综合抗震能力指数均大于 1；；加固后层 4 的 x 方向的 βs 比层 3 的超过 25.9% ，但与《规程》所界定的 20%较 接近，尚可接受，因此本加固设计方案可行3、采用“刚度折算模型方法” 改进验算在设计中，满足《规程》是基本的要求，但仅从《规程》出 发进行加固设计存在以下问题：无法体现局部墙体加固后抗震的情 况；计算结果粗糙；需采用手算进行统计及计算因此，在设计方 案在设计方案满《规程》要求的同时，采用“刚度折算模型方法” ， 应用“PMCAD——砖混结构抗震验算” 软件对加固方案进行辅助分析 该方法主要是将混凝土夹板墙按刚度比（弹性模量比）折算为砖墙， 同时调整砖砌体设计密度，以保证恒荷载设计值与实际情况相符 在本工程中，各层砖及砂浆的强度不同（表 2） ，因此各层砖墙的折 算刚度不同，层 1~5 混凝土与砌体刚度比分别为： 11.8，11.8，15.6，18.1，23.4 计算中层 1、2 及层 3、4、5 分别采用 刚度比 10（＜11.8）及 15（＜15.6）进行分析，即将混凝土夹板墙 模拟为厚度增大 10、15 倍速的砖墙。

为保持墙体荷载与实际情况基 本相符，算得当混凝土与砖墙刚度比采用 10 时，砖墙密度取 11kN/m3；刚度比采用 15 时，砖墙蜜度取 9kN/m3 各层计算结果显示，在加固后，层 3 相对薄弱（计算结果见 图 2-6.16） 由计算结果可看出，各墙段中抗力与效应之比最小值为 0.72，平均值约为 1.3，按 8 度抗震考虑尚可（见图 2-6.17） 三、风机房处楼板及梁的加固 为增设中央空调，需将原建筑的一个房间（见图 1）改造为 风机房该处原有楼板及楼面梁不能承受新增设备荷载为此，采 取如下措施：在原楼板上增设梁 L1 ，L2，使设备荷载通过梁 L1，L2 传递到两端墙及梁上，梁 L1 ，L2 截面见图 3将楼面梁加 大截面，增加钢筋进行加固，增大其承载能力，做法见图 4 四、对墙体开洞的处理因工程改造，需在原墙上开设多个洞口，对承重砖墙极为不 利，归纳为如下几类，并采取相应措施；（1）门洞高度变更原结构中部分门洞的高度由 2600mm 变为 2100mm，采取措施如图六所示：放置预制过梁 GL10.4 （240 墙 2 根， 360 墙 3 根）,过梁支座下部采用水泥砂浆坐垫，其他部位采用干硬 性砂浆捻实、压紧；砌筑砖墙（1） ，浇灌有微膨胀剂的 C25 级素混 凝土，并保证与周围墙体密实，确保养护质量。

2）设备洞位于门洞顶角外侧，设备洞处于墙体承载的重要 部位，不可开设，故改在门洞的上方3）较大设备洞口紧贴楼板设备洞口较大，且紧贴楼板布置， 如图七所示为传递上部荷载，采用增设现浇过梁的措施，且要求 混凝土达到强度后再行开洞4）洞口过于集中，如图八所示，当洞口间墙体很少，承载 能力差，可将有洞范围视为一个大洞口，采取措施如下：现浇梁 CL2，截面 b×h 为墙厚×120mm ，待过梁混凝土强度达到 100%后开 洞，放套管，将洞口附近的墙体做成夹板墙 （5）洞口位于梁垫下梁垫下方是墙体受力的重要部位，不允 许开洞，洞口应移至 45°线范围以外五、结束语改造旧房与建新房相比有三大优点：工期短，投资少，效益 高我国 20 世纪五六十年代修建的大批工业与民用建筑，已有数十 亿平方米进行中老年期，其鉴定维修加固已大量提到议事日程上来 对砖混结构采用夹板墙加固是砖混结构加固的一个重要方法，在我 国具有广泛的应用前景本文较为详细在论述了夹板墙的加固设计， 加固效果评价的过程，并采用作者提出的“刚度折算模型方法” 进行 了验算，还总结了由于增设中央空调等现代化设施对承重墙不利影 响的处理方法、希望能为相关工程的结构设计提供参考。

[参考文献]1、 《建筑抗震设计规范》GB50011-01（08 版）2、 《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009 某办公楼抗震加固 改造。