小學(xué)教學(xué)樓抗震加固設(shè)計(jì)計(jì)算書

小學(xué)教學(xué)樓抗震加固設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄TOC\o"1-3"\h\u一、工程概況 小學(xué)教學(xué)樓抗震加固設(shè)計(jì)一、工程概況棠下小學(xué)教學(xué)樓（以下簡(jiǎn)稱“該建筑”）位于棠下街棠安路117號(hào)棠下小學(xué)內(nèi)，據(jù)悉該建筑建于2006年，朝向大致為坐北向南，為一幢六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物，主體以鋼筋混凝土柱、梁、板承重，樓板為現(xiàn)澆板，屋面為上人屋面，屋面形式是平屋面，建筑物外墻為瓷磚飾面，內(nèi)墻為抹灰層飾面，樓地面鋪地磚，裝木門、鋁合金窗。房屋結(jié)構(gòu)高度為22.00m，首層層高4.50m，二至六層層高均為3.50m，建筑面積約5021.6m2，房屋現(xiàn)作教學(xué)樓使用。受廣州市天河區(qū)棠下小學(xué)委托，廣東合正建筑物鑒定檢測(cè)有限公司對(duì)該建筑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)安全性及抗震鑒定，并于2020年9月出具了《廣州市天河區(qū)棠下街棠安路117號(hào)棠下小學(xué)教學(xué)樓建筑物結(jié)構(gòu)安全性及抗震鑒定報(bào)告》（報(bào)告編號(hào)：穗房鑒統(tǒng)字【2020】055468，以下簡(jiǎn)稱“《鑒定報(bào)告》”），《鑒定報(bào)告》的鑒定結(jié)論摘錄如下：一、結(jié)構(gòu)安全性鑒定結(jié)論：根據(jù)檢查、檢測(cè)情況及結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算分析結(jié)果，按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ50292-2015），對(duì)房屋結(jié)構(gòu)安全性作如下結(jié)論：1、地基基礎(chǔ)子單元的安全性等級(jí)評(píng)為Au級(jí)；2、上部結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)評(píng)定為Bu級(jí)；3、圍護(hù)系統(tǒng)承重部分子單元的安全性等級(jí)評(píng)為Bu級(jí)。綜上所述，根據(jù)國(guó)家《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015），該建筑物的安全性等級(jí)評(píng)定為Bsu級(jí)，安全性略低于本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，尚不顯著影響整體承載。二、抗震鑒定結(jié)論：根據(jù)檢查、檢測(cè)情況及驗(yàn)算分析結(jié)果，按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009），對(duì)該房屋抗震性能作如下結(jié)論：1、抗震措施結(jié)果表明：該房屋結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)；梁柱截面尺寸、梁柱配筋、構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)等構(gòu)造措施均滿足抗震要求。2、抗震承載力驗(yàn)算結(jié)果表明：首層2~9×B~E軸范圍框架柱、二層2~9×C~E軸范圍框架柱與7×B軸柱、三層2×C、6×C、8×C、9×C、9×E、7×E軸框架柱箍筋均不滿足承載力要求；框架梁配筋滿足承載力要求，因此抗震承載力不滿足要求。3、地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性層間相對(duì)位移角的計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范的要求，表明結(jié)構(gòu)具備足夠的整體抗側(cè)力剛度。綜上所述，該房屋的綜合抗震能力不滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）對(duì)后續(xù)使用年限為50年（C類建筑）、7度乙類建筑的抗震要求，該房屋現(xiàn)狀不滿足教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)綜合抗震要求?，F(xiàn)受業(yè)主方委托，我司依據(jù)《鑒定報(bào)告》及相關(guān)資料，根據(jù)現(xiàn)有的建筑功能布置按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行荷載取值，按現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，對(duì)該建筑進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）（2）、《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2018）（3）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）（4）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）（5）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）2016版（6）、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）（7）、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ116-2009）（8）、《建筑拆除工程安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ147－2016）（9）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）2015版（10）、《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》（JGJ145-2013）（11）、《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146：2003）（12）、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50476-2019）（13）、《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》（16G101-1）（14）、建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）（15）、廣東省標(biāo)準(zhǔn)《既有建筑混凝土結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ/T15-182-2020）（16）、《廣州市天河區(qū)棠下街棠安路117號(hào)棠下小學(xué)教學(xué)樓建筑物結(jié)構(gòu)安全性及抗震鑒定報(bào)告》（報(bào)告編號(hào)：穗房鑒統(tǒng)字【2020】055468，由廣東合正建筑物鑒定檢測(cè)有限公司出具）2、加固設(shè)計(jì)思路我司采用《盈建科建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件》（版本號(hào)：V20214.0.0）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算分析。根據(jù)委托方要求，依據(jù)《鑒定報(bào)告》對(duì)混凝土強(qiáng)度、鋼筋配置情況進(jìn)行取值，根據(jù)現(xiàn)有的建筑功能布置按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行荷載取值（我司到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)現(xiàn)有建筑功能布置進(jìn)行普查，普查情況詳見(jiàn)圖紙JG-13~JG-16），對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性及抗震性能加固設(shè)計(jì)。3、活荷載取值及設(shè)計(jì)參數(shù)（1）活荷載取值：教室：2.5kN/m2、走廊：3.5kN/m2、樓梯：3.5kN/m2、衛(wèi)生間：2.5kN/m2、上人屋面2.0kN/m2。風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓0.50kN/m2，地面粗糙度為C類。（基本風(fēng)壓按50年重現(xiàn)期風(fēng)壓值）。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)：本工程建筑物安全等級(jí)為二級(jí)，地震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)防類別按乙類，框架抗震等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。（3）砼強(qiáng)度取值（取值依據(jù)《鑒定報(bào)告待定》）待定梁板：二層~屋面C30；框架柱：首層~四層C30，五層C25，六層C30。單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度實(shí)測(cè)值達(dá)不到推定值的，按該構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度取值。二、承載力復(fù)核驗(yàn)算1、結(jié)構(gòu)模型計(jì)算信息結(jié)構(gòu)模型信息（見(jiàn)附件一）；平面荷載簡(jiǎn)圖（見(jiàn)附件二）。2、加固前計(jì)算信息加固前平面簡(jiǎn)圖及配筋計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)附件三）。3、計(jì)算結(jié)果分析計(jì)算結(jié)果表明：部分框架柱軸壓比超限；部分框架柱箍筋配筋不滿足要求；部分框架梁承載力不滿足要求。4、加固設(shè)計(jì)原則對(duì)軸壓比超限的柱，采用柱加大截面的方法進(jìn)行加固；對(duì)箍筋配筋不滿足要求的框架柱，采用柱包碳纖維箍的方法進(jìn)行加固；對(duì)承載力不滿足要求的框架梁，采用梁粘貼碳纖維布的方法進(jìn)行加固。5、加固后計(jì)算信息加固后平面簡(jiǎn)圖及配筋計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)附件四）。梁裂縫圖（見(jiàn)附件五）。三、構(gòu)件加固計(jì)算柱加大截面加固計(jì)算以首層柱6×C采用柱加大截面加固為例：概況：計(jì)算結(jié)果顯示此柱軸壓比為0.84，超過(guò)0.75的限值要求，需對(duì)其進(jìn)行柱加大截面加固，計(jì)算過(guò)程如下：此柱原尺寸為600×600，將此柱兩邊邊各加大100mm，則加固后此柱尺寸為800×600，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整后復(fù)核計(jì)算。結(jié)果顯示該柱加大截面后軸壓比為0.63，滿足要求。同理可得其它加大截面加固的柱均滿足要求。柱包碳纖維箍加固計(jì)算以二層柱6×C采用柱包碳纖維箍加固為例：概況：根據(jù)軟件分析復(fù)核計(jì)算結(jié)果可知，該柱加密區(qū)箍筋驗(yàn)算值為320mm2/100mm，由《鑒定報(bào)告》可知，該柱實(shí)配加密區(qū)箍筋為252mm2/100mm，故柱加密區(qū)箍筋配筋不滿足計(jì)算要求，需對(duì)其進(jìn)行外包碳纖維箍加固，計(jì)算過(guò)程如下：采用3×0.167碳纖維箍對(duì)柱加密區(qū)進(jìn)行加固，碳纖維箍面積為3×0.167×100mm2/100mm=50.1mm2/100mm，等代鋼筋面積為50.1×1600÷210mm2/100mm=381mm2/100mm，加固后箍筋加密區(qū)箍筋配筋為252+381=633mm2/100mm，大于驗(yàn)算值320mm2/100mm，滿足箍筋計(jì)算要求。同理可得其它包碳纖維箍加固的柱均滿足要求。梁粘貼碳纖維布加固計(jì)算：以六層框架梁6×C~E采用粘貼碳纖維布加固為例：梁截面為250×700，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，跨中實(shí)配底筋為1389mm2。現(xiàn)根據(jù)軟件分析計(jì)算結(jié)果可知，跨中底筋驗(yàn)算值為1600mm2，故該梁跨中抗彎承載力不滿足要求，需對(duì)其進(jìn)行粘貼碳纖維布加固，計(jì)算過(guò)程如下：粘貼纖維加固法受彎構(gòu)件構(gòu)件11、輸入?yún)?shù)1）截面參數(shù)：截面寬度b=250mm截面高度h=700mm2）設(shè)計(jì)內(nèi)力：加固后彎矩設(shè)計(jì)值M＝302kN.m加固前初始彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mok＝0kN.m3）材料參數(shù)：混凝土強(qiáng)度等級(jí)=C30復(fù)合材類型：?jiǎn)蜗蚩椢?一級(jí))原受拉鋼筋強(qiáng)度f(wàn)yo=300N/mm2原受壓鋼筋強(qiáng)度f(wàn)yo1=300N/mm24）配筋參數(shù)：復(fù)合材單層厚度tf=0.167mm;復(fù)合材層粘貼寬度bf=250mm;原受拉鋼筋合力作用點(diǎn)到近邊距離a=35mm原受拉鋼筋面積Aso=1389mm2原受壓鋼筋合力作用點(diǎn)到近邊距離a1=35mm原受壓鋼筋面積Aso1=0mm2鋼筋排數(shù)=單排鋼筋5）其它參數(shù)：構(gòu)件重要性：重要構(gòu)件;是否考慮二次受力：考慮;2、計(jì)算過(guò)程和結(jié)果正截面計(jì)算(見(jiàn)加固規(guī)范公式9.2.3～3，9.4.4-1，9.2.5)受壓區(qū)高度x=140.634mm;界限相對(duì)受壓區(qū)高度=274.313mmεfo=0.000E+000,εf=7.000E-003ψf=((0.8*εcu*h)/x-εcu-εfo)/εf=1.41取ψf=1Km=1.16-nf*Ef*tf/308000=0.9106Km>=0.9，取Km=0.9;Afe:=(ao*fc*b*x-fyo*Aso+fyo1*Aso