工程概述市内某制药厂的天麻素车间为3层钢筋混凝土框架结构,层高6 m,基础为混凝土独立基础。

　　该制药厂平面布置规则,为一长方形,纵向长度为42 m,横向宽度为12 m,总高度为18 m。该制药厂为该建筑底层平面。该房屋于1987年建成使用,原来的使用功能为原料合成车间。该制药厂底层平面因制药厂产品结构改变,且为达到节约用地的目的,要求该车间的使用功能发生改变,由原料合成车间改为天麻素生产车间。该房屋建成使用至今已有19年之久,加之使用功能改变时还要增加设备及部分使用荷载,原来楼面使用活荷载为3 kN/m2,现局部区域增加为4 kN/m2。按现行设计规范,原设计指标已不能满足要求。为了保证使用安全,厂方委托有关单位对该房屋结构现状进行了检测,根据检测鉴定结果对房屋进行加固改造设计。

　　房屋结构检测内容根据国家对房屋质量检测的规定,结合该房屋的自身特点,共对以下内容进行了检测。房屋的水平度、垂直度测量水平度测量采用DSZ3自动安平水准仪测量原设计在同一标高的底层窗台,二层、三层的楼地面水平度,测量结果最大沉降差为1.6 cm,在规范允许范围内,房屋总体无明显不均匀沉降。采用J2光学经纬仪对房屋的四角框架柱顶端进行垂直投影测量其相应底部的偏移值。测量结果最大偏移值为11 mm,均在规范允许的范围内。

　　材料现有强度测试检测主要以现场无损检测为主,采用超声波检测仪及回弹仪按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)及《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02:2005)的有关规定在现场对梁、柱混凝土强度进行抽检分析,以得出合理、真实的结果。1)超声回弹综合法。选取梁、柱平整部位进行强度测试,各测区测试强度为24.7~30.4 MPa。回弹法强度测试其值为25.5~29.9 MPa综合以上强度测试数据分析,其施工浇灌的混凝土强度高低稍有不一,但所有混凝土强度等级可达到原设计C182.3房屋完损状况经检测房屋各部分均无损,基本完好,只是屋面部分的纵向次梁出现1~4道横向裂缝,少数横向框架梁出现1~2道横向裂缝,裂缝宽度均小于0.2 mm,在规范允许范围内。

　　房屋承载能力分析验算3.1抗震分析与验算因该房屋设计时间是1987年,当时市地区抗震设防烈度为7度,按照现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)规定市地区抗震设防烈度为8度。故根据现在房屋使用要求按现行《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023-95)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)进行抗震分析验算。荷载主要依据现场检测结果及拟改造的使用荷载情况按荷载规范规定取值,并按抗震设防烈度8度第二组,设计基本地震加速度0.2g,Ⅱ类场地土考虑,混凝土强度等级为C20。根据计算复核原结构抗震承载能力已不满足规范要求,结构刚度不足,不能满足层间位移及整体变形要求。3.2基础及楼屋面梁、板验算根据对地基基础承载力验算,除局部区域荷载增加个别独立基础不满足要求外,其余承载力均满足要求。使用荷载改变的楼面梁、板活荷载按4kN/m2验算,部分梁的承载力不足,楼板的承载力也不满足规范要求。通过检测,房屋结构、基础基本完好,无明显不均匀沉降和倾斜,要满足新的使用功能,满足规范要求,必须对建筑物加固。

　　对主要构件加固方法的介绍：

　　框架柱的加固对于框架柱因使用要求限制截面尺寸扩大,但计算结果又要求柱承载力需有较大的提高,根据分析比较选用外包钢加固法进行加固。柱加固后的现有正截面受弯及斜截面受剪承载力可按下式计算:My=Myo+0.7Aafayh Vy=Vyo+0.7fayAssh公式中符号含义详见规范。根据计算结果(具体计算略),柱的四角采用外包角钢L100×8,扁钢箍为-80×8@150/300,详见图2。经过这样处理后不但满足了受力要求,而且由于柱外包了角钢,增加了自身的刚度,也起到了减小层间位移的作用。图2柱加固大样4.2.2楼面梁的加固由于粘贴钢板法具有整体性好,工艺简单,操作方便,占用空间少,施工速度快等优点。经过比选对二、三层楼面承载力不足的梁采用此法进行加固。梁的正截面受弯承载力按下式计算:受区:fyoAso+fayAa-fy′oAs′o=1αfcoboX受压区:fyoAsoa-fy′oAs′o-fa′yA′a=1αfcoboX公式中符号含义详见规范。根据计算结果,将二、三层部分梁需要增加粘贴钢板的面积列于表2。钢板选用Q235钢,板厚为4mm,梁加固见图3。表2部分楼层梁增加粘贴钢板面积楼层二层楼面三层楼面mm21400 1200 1000 1500 1200 1600梁编号2L-1 2L-2 2L-3 3L-1 3L-2 3L-3受拉区Aa/mm2600 500 800 1500 1500 500受压区Aa/4.2.3楼面板的加固本工程中房屋的钢筋混凝土楼板较薄,使用条件改变后,须对楼板进行加固,其方法与梁的加固相同,采用粘贴钢板方法。经处理后承载力满足要求对基础及屋面梁裂缝的处理基础中个别不满足要求的则采用加大截面法进行加固。由于屋面梁裂缝宽度均小于0.2 mm,在规范1-粘贴钢板;2-U型箍;3-灌注结构胶梁加固大样允许的范围内。为了满足使用要求,用环氧树脂进行灌浆封闭处理,使浆材固结体与混凝土形成一体,防止钢筋因裂缝而锈蚀,从而恢复梁混凝土的整体强度。经过处理后回弹仪测试表明补缝区域的混凝土强度与无裂缝区域的相当。