五洲大酒店擴(kuò)建工程重慶會(huì)議課件

五洲大酒店改擴(kuò)建工程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)北京市建筑設(shè)計(jì)研究院2004.11.12

五洲大酒店改擴(kuò)建工程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，許多早期的建筑物從功能上和抗震性能方面已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段的要求，建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造在目前越來(lái)越普遍。

建筑物加固改造主要分為兩類(lèi)：

1.原有舊建筑進(jìn)行抗震加固；

2.由于建筑使用功能的改變進(jìn)行的結(jié)構(gòu)加固。

隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。主要表現(xiàn)在鋼筋后錨固技術(shù)；粘鋼加固技術(shù)；碳纖維加固技術(shù)；體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)等。

下面主要結(jié)合北京五洲大酒店?yáng)|樓改擴(kuò)建工程的實(shí)例，重點(diǎn)介紹利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆柱托換梁改造的情況，以期為今后此類(lèi)工程的加固改造設(shè)計(jì)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。1前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不2

北京五洲大酒店為亞運(yùn)會(huì)工程，1987年由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院完成設(shè)計(jì)，1989年投入使用至今。

本次改擴(kuò)建工程分為新建地下停車(chē)庫(kù)；裙房部分?jǐn)U建及改造；主樓改造三個(gè)部分。

主樓部分原設(shè)計(jì)為地下二層，地上十八層，采用局部框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。此次改造是由于業(yè)主及建筑使用功能的要求，需拆除原結(jié)構(gòu)中首二層八根框支中柱，形成二層高的新門(mén)廳大堂，從而提高五洲大酒店形象及服務(wù)空間環(huán)境質(zhì)量。

北京五洲大酒店原建筑首層平面與改造后的建筑首層平面如圖1,圖2所示。2工程概況北京五洲大酒店為亞運(yùn)會(huì)工程，1987年由北京市建筑設(shè)計(jì)3

圖1五洲大酒店?yáng)|樓改造前首層平面圖2五洲大酒店?yáng)|樓改造后首層平面圖1五洲大酒店?yáng)|樓改造前首層平面4

53.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案

在確定結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方案時(shí)，有兩種選擇：

一是“先拆除后加固”；

二是“先加固后拆除”。

兩種方案都考慮利用二層以上的設(shè)備層做框支梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，并將邊柱截面加大。

首二層及設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面如圖3-5所示。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案

在確定結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方6

圖3五洲大酒店首層結(jié)構(gòu)平面圖3五洲大酒店首層結(jié)構(gòu)平面7

圖4五洲大酒店二層結(jié)構(gòu)平面圖4五洲大酒店二層結(jié)構(gòu)平面8

圖5五洲大酒店設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面圖5五洲大酒店設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面9

采用第一種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固至二層，然后從基礎(chǔ)底板開(kāi)始至二層結(jié)構(gòu)頂部梁底，架設(shè)大型結(jié)構(gòu)支撐，先拆除中柱，并利用千斤頂對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸載，在結(jié)構(gòu)加固改造完成以后，再逐步拆除結(jié)構(gòu)支撐，將上部荷載緩緩地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是：新加固結(jié)構(gòu)受力明確，二次拆除方便；缺點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)支撐的要求較高，風(fēng)險(xiǎn)性較大，費(fèi)用高，施工速度慢，難度較大。

采用第二種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，在改造完成以后，再開(kāi)始拆除中柱，通過(guò)控制拆除進(jìn)度，將上部荷載緩緩地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)。本方案的優(yōu)點(diǎn)是：不需要設(shè)置大型結(jié)構(gòu)支撐，施工速度快，難度較小，安全度較高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)拆除難度大。

3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案采用第一種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固至二層，然后從基礎(chǔ)10

綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本工程的結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)方案，采用“先加固后拆除”的設(shè)計(jì)方案。方案中既考慮了滿(mǎn)足上部垂直荷載的要求，同時(shí)又保證結(jié)構(gòu)加固改造后，整個(gè)建筑物的抗震能力不能降低，且必須符合現(xiàn)行國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范。為能有效地將上部荷載傳遞給新加固結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)構(gòu)造上采取措施確保新老結(jié)構(gòu)的共同工作；同時(shí)為了最大限度地減小新加固結(jié)構(gòu)框支梁的變形，在后加固梁中設(shè)置后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，目的之一能減小梁的變形，二是能對(duì)大梁進(jìn)行卸載，確保在原有結(jié)構(gòu)中柱拆除后，新加固結(jié)構(gòu)框支梁的變形不會(huì)影響上部結(jié)構(gòu)的安全。

3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本工程的結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)方案11

本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用了中國(guó)建研院編制的TAT三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，框支部分采用了中國(guó)建研院編制的FEQ有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，對(duì)單榀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。改造前后單榀結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6-7所示。為進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)加固前和加固后的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了整體計(jì)算，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，自振周期和層間位移均相差很小，結(jié)構(gòu)加固前T=0.87s,dx/h=1/2300,加固后T=0.88s,dx/h=1/2250,說(shuō)明建筑物整體的抗震能力基本沒(méi)有降低，這可能是由于進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造為局部，同時(shí)又采取了加強(qiáng)措施，因此對(duì)整體結(jié)構(gòu)影響不大。

同時(shí)，為確保結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性又采用了SAP90有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)單榀結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，并結(jié)合這三個(gè)方面的計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮大梁變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用了中國(guó)建研院編制的TAT三維12

圖6改造前剖面大樣圖7改造后剖面大樣圖6改造前剖面大樣圖7改造后剖面大樣133.3.1框支柱的加固設(shè)計(jì)

框支柱加固從基礎(chǔ)底板開(kāi)始，采用加大柱截面法，柱截面尺寸為1200x2050，如圖8所示。

加固柱鋼筋采用機(jī)械鉆孔，結(jié)構(gòu)膠植筋，錨入箱型基礎(chǔ)底板。原結(jié)構(gòu)柱截面尺寸為D=1000mm，剔鑿成矩形截面，一是方便加固柱鋼筋能夠順利通過(guò)，二是能夠使后加固結(jié)構(gòu)對(duì)原結(jié)構(gòu)柱形成環(huán)箍效應(yīng)，提高原結(jié)構(gòu)柱的承載能力。

為提高加固柱的抗震性能，另在加固柱內(nèi)設(shè)置芯柱，原結(jié)構(gòu)柱剔鑿成矩形截面后，外包鋼板箍，通過(guò)以上方法來(lái)提高原結(jié)構(gòu)柱的承載能力及其后加固柱的延性，框支柱加固至地上設(shè)備層頂板止。3.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)3.3.1框支柱的加固設(shè)計(jì)

框支柱加固從基礎(chǔ)底板14

圖8柱加固改造大樣圖8柱加固改造大樣153.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)

1.預(yù)應(yīng)力框支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算

根據(jù)單榀結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果，框支梁采用部分預(yù)應(yīng)力，根據(jù)荷載平衡法選擇合理的預(yù)應(yīng)力筋線(xiàn)型和預(yù)加力，由于本工程是加固改造工程，預(yù)應(yīng)力筋的布置受到很大的限制，因此預(yù)應(yīng)力筋采用折線(xiàn)及拋物線(xiàn)分別布置，預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量的確定主要考慮對(duì)梁施加預(yù)應(yīng)力后，能夠平衡一根中柱的荷載，另一根中柱的荷載由非預(yù)應(yīng)力筋來(lái)承擔(dān)，根據(jù)計(jì)算分析需布置54根鋼絞線(xiàn)。在不考慮上部結(jié)構(gòu)共同工作的情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和變形驗(yàn)算，計(jì)算中僅考慮新加固的結(jié)構(gòu)，而忽略原有結(jié)構(gòu)的共同工作，計(jì)算結(jié)果表明框支梁的結(jié)構(gòu)變形為d/h=1/5000，由于框支梁的上部為抗震墻結(jié)構(gòu)體系，能夠產(chǎn)生拱作用，從而可以保證在中柱拆除后，框支梁變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響很小。3.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)16

2.框支梁的加固設(shè)計(jì)

框支梁的加固設(shè)計(jì)是本工程的重點(diǎn)。由于去掉兩根柱以后，框支梁的跨度加大，原設(shè)計(jì)中梁高1200不能滿(mǎn)足要求，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用上部設(shè)備層（原設(shè)計(jì)墻厚600）作框支梁，梁下部由1200加大至1500高，梁寬由原600增大至1500，既在原設(shè)計(jì)墻厚600兩側(cè)各另加450寬的梁，框支梁截面為1500x4300，如圖9所示。

原結(jié)構(gòu)設(shè)備層中部有一洞口為1800x2100，先進(jìn)行改造為1200x1500，門(mén)框由型鋼焊接而成，將墻改造成帶洞口的框支梁，如圖9所示。

并在框支梁中設(shè)置有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力鋼筋，以便能夠有效地減小框支梁的變形，避免影響上部結(jié)構(gòu)的安全，如圖10所示。

為保證上部荷載能有效地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)，確保新老結(jié)構(gòu)的共同工作，采取在原有結(jié)構(gòu)墻上機(jī)械鉆孔埋設(shè)型鋼銷(xiāo)，同時(shí)原結(jié)構(gòu)墻表面需鑿毛。另外考慮到混凝土梁體積較大，為減小混凝土收縮變形，采用微膨脹低收縮砼等措施。3.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)

2.框支梁的加固設(shè)計(jì)

框支梁的加固設(shè)計(jì)是本工程的重點(diǎn)17

圖9框支梁加固改造大樣圖9框支梁加固改造大樣18

圖10框支梁預(yù)應(yīng)力筋布置圖圖10框支梁預(yù)應(yīng)力筋布置圖19

在結(jié)構(gòu)平面布置上，考慮到由于撤除12軸抗震墻，12～14軸間B、D軸縱墻，因此決定將B軸及13軸墻厚由原設(shè)計(jì)的400厚增大至600厚，并在13～15軸間2/A軸、E軸上增設(shè)350厚抗震墻（地下室外墻厚為400）將端部形成鋼筋砼筒體，增大抗側(cè)剛度，同時(shí)保證落地抗震墻的數(shù)量與原結(jié)構(gòu)一致。砼墻加厚處，原墻表面需鑿毛，另外新老墻之間增設(shè)錨筋，抗震墻加固從基礎(chǔ)開(kāi)始，至設(shè)備層頂板為止。3.3.3抗震墻的加固設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)平面布置上，考慮到由于撤除12軸抗震墻，12～120

基礎(chǔ)部分由于撤除中柱以后，荷載發(fā)生變化，基礎(chǔ)部分也進(jìn)行了加固處理，具體加固設(shè)計(jì)圖如下圖所示。3.3.4基礎(chǔ)的加固設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分由于撤除中柱以后，荷載發(fā)生變化，基礎(chǔ)部分也進(jìn)21

由于拆除12軸抗震墻后，抗震墻之間的間距超過(guò)規(guī)范的要求，因此需采取加強(qiáng)框支層樓面?zhèn)认騽偠鹊拇胧?，以確保主體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

設(shè)計(jì)中在二層頂板2/A軸及E軸上將原設(shè)計(jì)的600X1200框支梁增大至2000X1500，并在框支柱頂增設(shè)1000X600邊梁，由此來(lái)提高樓層的抗側(cè)剛度，以保證水平地震力的傳遞。

具體加固設(shè)計(jì)圖如下圖所示。3.3.5框支層樓面?zhèn)认騽偠鹊募庸淘O(shè)計(jì)

由于拆除12軸抗震墻后，抗震墻之間的間距超過(guò)規(guī)范的要224.1中柱拆除

4.1.1中柱拆除前的準(zhǔn)備工作

框支中柱拆除前，由設(shè)計(jì)，施工，監(jiān)理及業(yè)主四方共同研究確定中柱拆除支撐方案，并由施工及監(jiān)理單位對(duì)框支大梁混凝土質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)的檢查，預(yù)應(yīng)力施工單位應(yīng)對(duì)張拉端及錨固端進(jìn)行仔細(xì)的檢查，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試單位應(yīng)對(duì)測(cè)試儀器及測(cè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試。4結(jié)構(gòu)加固改造及測(cè)試4.1中柱拆除

4.1.1中柱拆除前的準(zhǔn)備工作

234.1.2框支中柱拆除順序

框支中柱的拆除順序是本次改造工程的難點(diǎn)。如何能夠有效地將中柱的荷載緩慢地傳遞給新加固的邊柱，避免影響上部結(jié)構(gòu)的安全，這是拆除工作中重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析及論證，結(jié)合拆除摸擬計(jì)算結(jié)果，最終確定預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉，中柱逐根拆除，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果確定中柱拆除速度。4.1.2框支中柱拆除順序框支中柱的拆除順序是本次244.1.2框支中柱拆除順序具體拆除順序如下所示：A.第一次先張拉六根預(yù)應(yīng)力鋼筋中的四根，至設(shè)計(jì)值的100%；B.用水鉆逐步切割第一根中柱，速度依據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定；拆除第一根中柱后，第二次張拉六根預(yù)應(yīng)力鋼筋中的另外兩根，至設(shè)計(jì)值的100%；C.用水鉆逐步切割第二根中柱，速度依據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定；D.拆除完中柱以后，逐根二次張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至設(shè)計(jì)值的105%；

4.1.2框支中柱拆除順序具體拆除順序如下所示：25

26

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為保證結(jié)構(gòu)加固及拆柱施工時(shí)的安全，在加固和拆柱的全部施工過(guò)程中，本工程對(duì)后加固結(jié)構(gòu)及原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鋼筋與混凝土的應(yīng)變及構(gòu)件變形的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的內(nèi)容主要包括加固梁的變形，撓度，傾角變形，鋼筋的應(yīng)變，混凝土的應(yīng)變及柱鋼筋的應(yīng)變等,目的之一為中柱拆除進(jìn)度及決策提供幫助,同時(shí)為準(zhǔn)確掌握中柱拆除以后,新加固框支梁,柱結(jié)構(gòu)的受力情況,從而確保建筑物施工和使用的安全。

具體測(cè)試點(diǎn)布置圖如圖11所示。中柱具體拆除過(guò)程中加固梁的撓度如圖12所示。4.2結(jié)構(gòu)測(cè)試4.2.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為保證結(jié)構(gòu)加固及拆柱施工時(shí)的安全，在加固和拆柱的全部28圖11-A具體測(cè)試點(diǎn)布置圖圖11-A具體測(cè)試點(diǎn)布置圖29

圖11-B加固柱測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖11-B加固柱測(cè)點(diǎn)布置30

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由于拆除中柱以后，荷載發(fā)生變化,為準(zhǔn)確掌握整個(gè)建筑物的沉降變化，本工程對(duì)主樓進(jìn)行了沉降觀測(cè)，其目的是為確保拆除中柱施工的安全和建筑物的安全使用提供可供分析的數(shù)據(jù)。

4.2.2主樓沉降觀測(cè)由于拆除中柱以后，荷載發(fā)生變化,為準(zhǔn)確掌握整個(gè)建筑32

北京五洲大酒店主樓改造工程難度很大，我們?cè)跊](méi)有可借鑒經(jīng)驗(yàn)的條件下，拆除原結(jié)構(gòu)首二層八根框支中柱，用預(yù)應(yīng)力框支梁進(jìn)行托換，而梁上還有十五層建筑的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，到目前為止在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)不但有效地解決了柱的拆除問(wèn)題，同時(shí)也可以解決框支梁的變形問(wèn)題，為今后此類(lèi)工程的改造設(shè)計(jì)提供了可參考的經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)冶金工業(yè)部建筑研究總院結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室提供的檢驗(yàn)報(bào)告，加固梁變形，撓度，混凝土應(yīng)變及柱應(yīng)變等均滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范及規(guī)程要求，具體拆除后的檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

北京五洲大酒店主樓改造工程達(dá)到了預(yù)期的目的，結(jié)構(gòu)改造取得了圓滿(mǎn)成功。5結(jié)論北京五洲大酒店主樓改造工程難度很大，我們?cè)跊](méi)有可借鑒經(jīng)33

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35演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！36五洲大酒店改擴(kuò)建工程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)北京市建筑設(shè)計(jì)研究院2004.11.12

五洲大酒店改擴(kuò)建工程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，許多早期的建筑物從功能上和抗震性能方面已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段的要求，建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造在目前越來(lái)越普遍。

建筑物加固改造主要分為兩類(lèi)：

1.原有舊建筑進(jìn)行抗震加固；

2.由于建筑使用功能的改變進(jìn)行的結(jié)構(gòu)加固。

隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。主要表現(xiàn)在鋼筋后錨固技術(shù)；粘鋼加固技術(shù)；碳纖維加固技術(shù)；體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)等。

下面主要結(jié)合北京五洲大酒店?yáng)|樓改擴(kuò)建工程的實(shí)例，重點(diǎn)介紹利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆柱托換梁改造的情況，以期為今后此類(lèi)工程的加固改造設(shè)計(jì)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。1前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不38

北京五洲大酒店為亞運(yùn)會(huì)工程，1987年由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院完成設(shè)計(jì)，1989年投入使用至今。

本次改擴(kuò)建工程分為新建地下停車(chē)庫(kù)；裙房部分?jǐn)U建及改造；主樓改造三個(gè)部分。

主樓部分原設(shè)計(jì)為地下二層，地上十八層，采用局部框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系。此次改造是由于業(yè)主及建筑使用功能的要求，需拆除原結(jié)構(gòu)中首二層八根框支中柱，形成二層高的新門(mén)廳大堂，從而提高五洲大酒店形象及服務(wù)空間環(huán)境質(zhì)量。

北京五洲大酒店原建筑首層平面與改造后的建筑首層平面如圖1,圖2所示。2工程概況北京五洲大酒店為亞運(yùn)會(huì)工程，1987年由北京市建筑設(shè)計(jì)39

圖1五洲大酒店?yáng)|樓改造前首層平面圖2五洲大酒店?yáng)|樓改造后首層平面圖1五洲大酒店?yáng)|樓改造前首層平面40

413.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案

在確定結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方案時(shí)，有兩種選擇：

一是“先拆除后加固”；

二是“先加固后拆除”。

兩種方案都考慮利用二層以上的設(shè)備層做框支梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，并將邊柱截面加大。

首二層及設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面如圖3-5所示。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案

在確定結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方42

圖3五洲大酒店首層結(jié)構(gòu)平面圖3五洲大酒店首層結(jié)構(gòu)平面43

圖4五洲大酒店二層結(jié)構(gòu)平面圖4五洲大酒店二層結(jié)構(gòu)平面44

圖5五洲大酒店設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面圖5五洲大酒店設(shè)備層結(jié)構(gòu)平面45

采用第一種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固至二層，然后從基礎(chǔ)底板開(kāi)始至二層結(jié)構(gòu)頂部梁底，架設(shè)大型結(jié)構(gòu)支撐，先拆除中柱，并利用千斤頂對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸載，在結(jié)構(gòu)加固改造完成以后，再逐步拆除結(jié)構(gòu)支撐，將上部荷載緩緩地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是：新加固結(jié)構(gòu)受力明確，二次拆除方便；缺點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)支撐的要求較高，風(fēng)險(xiǎn)性較大，費(fèi)用高，施工速度慢，難度較大。

采用第二種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，在改造完成以后，再開(kāi)始拆除中柱，通過(guò)控制拆除進(jìn)度，將上部荷載緩緩地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)。本方案的優(yōu)點(diǎn)是：不需要設(shè)置大型結(jié)構(gòu)支撐，施工速度快，難度較小，安全度較高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)拆除難度大。

3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案采用第一種方案時(shí)，先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固至二層，然后從基礎(chǔ)46

綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本工程的結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)方案，采用“先加固后拆除”的設(shè)計(jì)方案。方案中既考慮了滿(mǎn)足上部垂直荷載的要求，同時(shí)又保證結(jié)構(gòu)加固改造后，整個(gè)建筑物的抗震能力不能降低，且必須符合現(xiàn)行國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范。為能有效地將上部荷載傳遞給新加固結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)構(gòu)造上采取措施確保新老結(jié)構(gòu)的共同工作；同時(shí)為了最大限度地減小新加固結(jié)構(gòu)框支梁的變形，在后加固梁中設(shè)置后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，目的之一能減小梁的變形，二是能對(duì)大梁進(jìn)行卸載，確保在原有結(jié)構(gòu)中柱拆除后，新加固結(jié)構(gòu)框支梁的變形不會(huì)影響上部結(jié)構(gòu)的安全。

3.1結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)方案綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本工程的結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)方案47

本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用了中國(guó)建研院編制的TAT三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，框支部分采用了中國(guó)建研院編制的FEQ有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，對(duì)單榀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。改造前后單榀結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6-7所示。為進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)加固前和加固后的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了整體計(jì)算，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，自振周期和層間位移均相差很小，結(jié)構(gòu)加固前T=0.87s,dx/h=1/2300,加固后T=0.88s,dx/h=1/2250,說(shuō)明建筑物整體的抗震能力基本沒(méi)有降低，這可能是由于進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造為局部，同時(shí)又采取了加強(qiáng)措施，因此對(duì)整體結(jié)構(gòu)影響不大。

同時(shí)，為確保結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性又采用了SAP90有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)單榀結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，并結(jié)合這三個(gè)方面的計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮大梁變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算本工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用了中國(guó)建研院編制的TAT三維48

圖6改造前剖面大樣圖7改造后剖面大樣圖6改造前剖面大樣圖7改造后剖面大樣493.3.1框支柱的加固設(shè)計(jì)

框支柱加固從基礎(chǔ)底板開(kāi)始，采用加大柱截面法，柱截面尺寸為1200x2050，如圖8所示。

加固柱鋼筋采用機(jī)械鉆孔，結(jié)構(gòu)膠植筋，錨入箱型基礎(chǔ)底板。原結(jié)構(gòu)柱截面尺寸為D=1000mm，剔鑿成矩形截面，一是方便加固柱鋼筋能夠順利通過(guò)，二是能夠使后加固結(jié)構(gòu)對(duì)原結(jié)構(gòu)柱形成環(huán)箍效應(yīng)，提高原結(jié)構(gòu)柱的承載能力。

為提高加固柱的抗震性能，另在加固柱內(nèi)設(shè)置芯柱，原結(jié)構(gòu)柱剔鑿成矩形截面后，外包鋼板箍，通過(guò)以上方法來(lái)提高原結(jié)構(gòu)柱的承載能力及其后加固柱的延性，框支柱加固至地上設(shè)備層頂板止。3.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)3.3.1框支柱的加固設(shè)計(jì)

框支柱加固從基礎(chǔ)底板50

圖8柱加固改造大樣圖8柱加固改造大樣513.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)

1.預(yù)應(yīng)力框支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算

根據(jù)單榀結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果，框支梁采用部分預(yù)應(yīng)力，根據(jù)荷載平衡法選擇合理的預(yù)應(yīng)力筋線(xiàn)型和預(yù)加力，由于本工程是加固改造工程，預(yù)應(yīng)力筋的布置受到很大的限制，因此預(yù)應(yīng)力筋采用折線(xiàn)及拋物線(xiàn)分別布置，預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量的確定主要考慮對(duì)梁施加預(yù)應(yīng)力后，能夠平衡一根中柱的荷載，另一根中柱的荷載由非預(yù)應(yīng)力筋來(lái)承擔(dān)，根據(jù)計(jì)算分析需布置54根鋼絞線(xiàn)。在不考慮上部結(jié)構(gòu)共同工作的情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和變形驗(yàn)算，計(jì)算中僅考慮新加固的結(jié)構(gòu)，而忽略原有結(jié)構(gòu)的共同工作，計(jì)算結(jié)果表明框支梁的結(jié)構(gòu)變形為d/h=1/5000，由于框支梁的上部為抗震墻結(jié)構(gòu)體系，能夠產(chǎn)生拱作用，從而可以保證在中柱拆除后，框支梁變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響很小。3.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)52

2.框支梁的加固設(shè)計(jì)

框支梁的加固設(shè)計(jì)是本工程的重點(diǎn)。由于去掉兩根柱以后，框支梁的跨度加大，原設(shè)計(jì)中梁高1200不能滿(mǎn)足要求，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用上部設(shè)備層（原設(shè)計(jì)墻厚600）作框支梁，梁下部由1200加大至1500高，梁寬由原600增大至1500，既在原設(shè)計(jì)墻厚600兩側(cè)各另加450寬的梁，框支梁截面為1500x4300，如圖9所示。

原結(jié)構(gòu)設(shè)備層中部有一洞口為1800x2100，先進(jìn)行改造為1200x1500，門(mén)框由型鋼焊接而成，將墻改造成帶洞口的框支梁，如圖9所示。

并在框支梁中設(shè)置有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力鋼筋，以便能夠有效地減小框支梁的變形，避免影響上部結(jié)構(gòu)的安全，如圖10所示。

為保證上部荷載能有效地傳遞給新加固結(jié)構(gòu)，確保新老結(jié)構(gòu)的共同工作，采取在原有結(jié)構(gòu)墻上機(jī)械鉆孔埋設(shè)型鋼銷(xiāo)，同時(shí)原結(jié)構(gòu)墻表面需鑿毛。另外考慮到混凝土梁體積較大，為減小混凝土收縮變形，采用微膨脹低收縮砼等措施。3.3.2框支梁的加固設(shè)計(jì)

2.框支梁的加固設(shè)計(jì)

框支梁的加固設(shè)計(jì)是本工程的重點(diǎn)53

圖9框支梁加固改造大樣圖9框支梁加固改造大樣54

圖10框支梁預(yù)應(yīng)力筋布置圖圖10框支梁預(yù)應(yīng)力筋布置圖55

在結(jié)構(gòu)平面布置上，考慮到由于撤除12軸抗震墻，12～14軸間B、D軸縱墻，因此決定將B軸及13軸墻厚由原設(shè)計(jì)的400厚增大至600厚，并在13～15軸間2/A軸、E軸上增設(shè)350厚抗震墻（地下室外墻厚為400）將端部形成鋼筋砼筒體，增大抗側(cè)剛度，同時(shí)保證落地抗震墻的數(shù)量與原結(jié)構(gòu)一致。砼墻加厚處，原墻表面需鑿毛，另外新老墻之間增設(shè)錨筋，抗震墻加固從基礎(chǔ)開(kāi)始，至設(shè)備層頂板為止。3.3.3抗震墻的加固設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)平面布置上，考慮到由于撤除12軸抗震墻，12～156

基礎(chǔ)部分由于撤除中柱以后，荷載發(fā)生變化，基礎(chǔ)部分也進(jìn)行了加固處理，具體加固設(shè)計(jì)圖如下圖所示。3.3.4基礎(chǔ)的加固設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分由于撤除中柱以后，荷載發(fā)生變化，基礎(chǔ)部分也進(jìn)57

由于拆除12軸抗震墻后，抗震墻之間的間距超過(guò)規(guī)范的要求，因此需采取加強(qiáng)框支層樓面?zhèn)认騽偠鹊拇胧?，以確保主體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

設(shè)計(jì)中在二層頂板2/A軸及E軸上將原設(shè)計(jì)的600X1200框支梁增大至2000X1500，并在框支柱頂增設(shè)1000X600邊梁，由此來(lái)提高樓層的抗側(cè)剛度，以保證水平地震力的傳遞。

具體加固設(shè)計(jì)圖如下圖所示。3.3.5框支層樓面?zhèn)认騽偠鹊募庸淘O(shè)計(jì)

由于拆除12軸抗震墻后，抗震墻之間的間距超過(guò)規(guī)范的要584.1中柱拆除

4.1.1中柱拆除前的準(zhǔn)備工作

框支中柱拆除前，由設(shè)計(jì)，施工，監(jiān)理及業(yè)主四方共同研究確定中柱拆除支撐方案，并由施工及監(jiān)理單位對(duì)框支大梁混凝土質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)的檢查，預(yù)應(yīng)力施工單位應(yīng)對(duì)張拉端及錨固端進(jìn)行仔細(xì)的檢查，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試單位應(yīng)對(duì)測(cè)試儀器及測(cè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試。4結(jié)構(gòu)加固改造及測(cè)試4.1中柱拆除

4.1.1中柱拆除前的準(zhǔn)備工作

594.1.2框支中柱拆除順序

框支中柱的拆除順序是本次改造工程的難點(diǎn)。如何能夠有效地將中柱的荷載緩慢地傳遞給新加固的邊柱，避免影響上部結(jié)構(gòu)的安全，這是拆除工作中重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析及論證，結(jié)合拆除摸擬計(jì)算結(jié)果，最終確定預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉，中柱逐根拆除，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果確定中柱拆除速度。4.1.2框支中柱拆除順序框支中柱的拆除順序是本次604.1.2框支中柱拆除順序具體拆除順序如下所示：A.第一次先張拉六根預(yù)應(yīng)力鋼筋中的四根，至設(shè)計(jì)值的100%；B.用水鉆逐步切割第