综合医院结构加固设计的实例分析

作者：李青青

来源：《中国房地产业》 2019年第12期

【摘要】随着建筑行业加固项目的日益增多,加固技术的应用越来越广泛。本文根据某市综合医院的结构改造加固实例,结合理论研究和工程经验,介绍多种加固改造方法在此项目中的实际应用,并总结在加固改造过程中需要注意的各类问题。

【关键词】医院加固改造;碳纤维加固;加大截面加固;化学植筋

建筑加固改造的基础是巨大的既有建筑存量,随着建筑行业的发展,加固改造项目也随之发展。目前,中国建筑的加固、维护业务持续增长。既有建筑加固的主要原因有以下几点:1. 我国每年有一大批因生产规模及工艺等更新而需要技术改造和加层的建筑物,它们因结构超载而需要补强;2. 随着抗震要求,设防标准的提高和改变,许多地区现有房屋不能满足新设防的抗震要求,从而需要抗震加固;3. 近年来社会上大量曝光的因工程质量低劣所造成的危房,它们也亟待加固处理。目前主要的混凝土结构加固方式有:碳纤维加固法、加大截面加固法、粘结外包型钢加固法、结构胶植筋加固法等。

1、工程概况

某市综合医院,为二级甲等医院,总建筑面积约为90000 平方米。地下建筑共一层,裙房为框架结构,共四层,总高度为15 米。四层以上为两栋塔楼,共十三层,建筑物总高度66m。本项目主设有儿科、妇科、产科、住院楼等部门。结构抗震设防烈度为6 度,设计地震基本加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组。设计使用年限50 年,塔楼部分剪力墙及框架均为二级,裙楼塔楼相关范围为二级,其余部分为三级。

本项目原为妇幼医院,2017 年基本完成主体结构施工。后因业主变换等原因,医院功能由妇幼医院改为综合性医院,医院裙楼2 层、3 层功能及流线发生变动,塔楼功能及流线基本未变。

2、复核计算

采用PKPM 系列工程软件SATWE 进行内力计算分析,其荷载取值按 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)及参考《全国民用建筑设计技术措施》中的相关规定取值。经计算分析后,原设计地基基础承载力均满足要求,部分框架柱原配置纵筋不满足修改后的承载力、存在轴压比超限等问题。因框架梁内力提高,梁端弯矩和跨中弯矩均有增大,部分梁显示超筋。局部结构板跨中弯矩及支座处弯矩增大,结构板需进行加固。

3、加固设计

3.1 框架柱加固

根据改造后工程实际模型内力分析结果,与原结构设计图纸进对比,并对现场实际情况进行分析后,对轴压比超限的、纵筋不足的部分框架柱采用截面加大法进行加固(图1)。

因现场部分柱处于结构沉降缝位置,无法用截面加大法进行施工,存在较大的施工难度。所以此部分纵筋不足的框架柱,采用外包型钢加固法施工(图2)。

3.2 框架梁加固

根据《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)中第10.2.10 条,“钢筋混凝土结构构件加固后,其正截面受弯承载力的提高幅度,不应超过40%”。所以根据此原则,当改造后承载力与原模型承载力的比值小于1.4倍时,框架梁采用碳纤维加固法(图3)。当改造后承载力与原模型承载力比值大于1.4 倍时,框架梁采用截面加大法进行加固。

3.3 结构板加固

经分析计算结果,结构板改造后弯矩与原模型弯矩比值均小于1.4 倍,所以结构板采用碳纤维加固法。

4、加固施工要求

加固施工必须由具有特种施工资质(结构补强)的专业公司完成。构件进行加固前,应优先考虑将原结构构件除其自重外进行卸载,如无法卸载时应及时向设计人员报告,得到设计允许后方可施工。施工单位在施工中必须做好对新旧混凝土浇筑界面的处理,凿毛、充分湿润、接浆(或使用其他界面剂),保证连接面的质量及可靠性。采用粘贴碳纤维布加固的构件,从竣工之日算起,业主应至少每隔十年对构件的工作状态进行检查,对出现破损、严重老化的部位应进行处理。加固施工时,要注意加固材料存储和使用过程中的安全,并按产品说明的要求采取安全保障措施。未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构加固后结构的用途和使用环境。

结论:

结构加固工程应严格按照相关规范进行设计和施工。当加固方案有多种方案选择时,需根据现场实际情况,具体问题具体分析,筛选出相对经济和较容易施工的加固方案,以便于节省造价和资源。

相信随着建筑科学技术的不断发展和进步,加固技术的不断完善,更好的加固方法也会随之出现。

参考文献:

[1] 浙江省建筑行业协会加固分会. 国内建筑加固改造行业现状及市场前景分析[J]. 城市建筑理论研究,2013 年31 期.

[2]GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3]GB50367-2013 混凝土结构加固设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2013.

[4]GB50728-2011 工程结构加固材料安全性鉴定技术规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.