1、某幼儿园加层改建结构可行性分析摘 要：多层框架结构房屋加层改建后，地震荷载作用下结构最大层间位移角限值、框架柱配筋、和轴压比满足规范要求的结构可行性分析。 关键词：加层改建层间位移结构可行性结构加固 中图分类号： TU978 文献标识码： A 文章编号： 概况 某学校幼儿园设计于 2004 至 2005 年，竣工于 2005 年，总建筑面积为 2948。房屋采用混凝土框架结构体系，共 3 层。目前由于使用上的需要，拟进行加 1 层改建，加层面积约为 800。 房屋建筑、结构设计状况 房屋平面接近矩形，东西长约 44.6m，南北长约 26.9m，房屋主体结构为地上 3 层，局部为 2 层，建筑总
2、高度为 11.25m。原设计为幼儿园用房，房屋主要轴网尺寸为 7.07.0m 和 5.67.0m，室内外高差为0.45m。房屋平面示意图见图 1。 图 1 房屋平面示意图 房屋采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，抗震设防烈度为 7 度，梁、柱基本为矩形截面。基础采用钢筋混凝土柱下承台预应力管桩桩基。混凝土标号：主体结构均为 C30。具体设计状况如下： 钢筋混凝土柱：柱截面尺寸基本为 450450mm，纵向配筋单边为225+222 、225+322 和 425 ，箍筋均采用10100/200、8100/200。 钢筋混凝土梁：框架主梁截面尺寸主要为350800mm、350600mm、300650mm
3、、300600mm 等，梁底纵向配筋为1825 ，箍筋主要采用 8100/200(4)、10100/200(4)和 8150(2)。 基础：采用钢筋混凝土柱下承台预应力管桩桩基，预应力管桩砼强度等级 C80，桩直径 500mm，桩总长 27m，持力层为3-1 层灰色粉质粘土夹粘质粉土。独立承台的混凝土强度等级均为 C30，厚度均为800mm，基底标高为-2.790m。 根据建筑改建设计方案，房屋加层部分仍采用钢筋混凝土框架结构，保持原结构形式不变，主要改建内容为：位于原房屋 3 层部分区域的屋面结构上加建一层。具体做法为原 450450 钢筋混凝土框架柱采用截面不变、纵筋焊接的形式续建至拟定标
4、高，新建屋面采用钢筋混凝土梁板结构屋面，并保证新老结构连接的安全性和可靠性。 现场检测 现场检测结果表明：房屋混凝土梁柱截面尺寸、实际配筋与原设计基本相符，但部分构件保护层偏厚，混凝土构件和墙体砌筑施工质量总体上较好，被抽查的混凝土构件和墙体表面基本上无明显裂缝及损伤可见，混凝土构件表面较平整，未见明显孔洞、蜂窝麻面等施工缺陷，未发现钢筋有明显的锈蚀现象，但底层地坪有一些不规则的裂缝，房屋混凝土强度满足原设计 C30 的要求。房屋的倾斜及不均匀沉降均不明显，房屋最大不均匀沉降量为 23mm，倾斜率为 0.310.69，房屋目前倾斜较小，满足现行规范要求。 结构体系及抗震构造分析 根据建筑抗震设
5、计规程 （GB50011-2010）的要求，按照 7 度抗震设防要求从结构体系、连接构造、材料强度、配筋情况等方面对改建后房屋结构进行了抗震构造分析：房屋结构体系和抗震构造满足现行抗震规范的要求。 结构验算 抗震验算根据实测结果并结合原竣工图纸及改建方案进行，同时按改建后荷载使用要求确定计算荷载。 房屋为乙类建筑，框架抗震等级为二级，类场地土，7 度抗震烈度设防，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第一组；考虑风荷载作用，地面粗糙度为 C 类，基本风压 0.55kN/m2；此外根据检测结果，混凝土 梁、柱钢筋保护层厚度均取 30mm，原结构梁、柱截面尺寸、配筋按原设计取值。 验算
6、结果表明：房屋在地震荷载作用下结构底层 X、Y 方向最大层间位移角不满足抗震规范框架结构层间位移角限值 1/550 的要求。房屋底层框架柱存在个别超筋，纵筋配置不足和中柱轴压比超限的情况，各楼层存在个别框架柱箍筋配置不足的情况，房屋梁板基本满足承载力计算要求。房屋基础形式采用承台预应力管桩桩基，房屋加层改建后，地基承载力满足使用要求。 分析与评估 6.1 房屋结构现状评估 混凝土构件和墙体砌筑施工质量总体上较好，建筑和结构布置与原设计相符。现场没有发现构件中存在明显的施工缺陷，混凝土构件表面较平整，被抽查梁柱的实际配筋与原设计基本相符，但部分梁柱构件保护层偏厚。 被抽查的混凝土构件和墙体表面基
7、本上无明显裂缝及损伤可见，未见明显孔洞、蜂窝麻面等施工缺陷，未发现钢筋有明显的锈蚀现象。但房屋底层部分区域地坪有一些不规则的裂缝。 房屋测量结果表明，房屋的倾斜及不均匀沉降均不明显，房屋最大不均匀沉降量为 23mm，倾斜率为 0.310.69，房屋目前倾斜较小，满足现行规范要求。 通过对房屋结构体系、抗震构造与现行设计规范比较可知，房屋满足要求。房屋地基承载力满足使用要求。 抗震验算表明：按改建方案，房屋在地震荷载作用下结构底层 X、Y方向最大层间位移角不满足抗震规范框架结构层间位移角限值 1/550 的要求；房屋底层框架柱存在个别超筋、纵筋配置不足和中柱轴压比超限的情况，各楼层存在个别框架柱
8、箍筋配置不足的情况；房屋梁板基本满足承载力计算要求。 综上所述，建议对存在的问题采取适当的加固处理措施，满足房屋正常安全使用和现行抗震规范要求。 6.2 结构加固处理建议 对结构中不能满足现行规范及承载力计算要求的构件建议进行加固处理。建议采用以下措施进行加固： 1. 采用框架柱扩大截面或增设抗震墙的加固方法，并确保新老结构连接的安全性和可靠性； 2. 在改建加固施工过程和交付使用后应加强沉降与倾斜监测，以便及时发现和解决问题，最终保证房屋安全和正常的使用； 3. 结合房屋的加层改建，应对房屋底层部分区域地坪的裂缝进行修补处理； 4. 采取有效的措施确保加层框架柱与原下部结构连接的安全性和可靠
9、性，建议加层框架柱纵筋与原下部框架柱纵筋进行加强的焊接处理； 5. 加固设计应由专业设计单位按照实际情况并结合房屋加层改建设计进行复核验算后进行，同时应严格遵照有关规范的规定。加固施工应由专业施工队伍进行施工，在施工中应严格控制施工质量。 6.3 结构改造可行性 经上述抗震加固后，房屋的结构体系、抗震构造、构件连接、承载力和最大层间位移角等均能满足现行抗震规范要求，房屋的加层改建结构上是可行的。 结束语： 对结构中不能满足现行规范及承载力计算要求的构件建议进行加固处理。建议采用以下措施进行加固： 1. 采用框架柱扩大截面或增设抗震墙的加固方法，并确保新老结构连接的安全性和可靠性； 2. 在改建
10、加固施工过程和交付使用后应加强沉降与倾斜监测，以便及时发现和解决问题，最终保证房屋安全和正常的使用； 3. 结合房屋的加层改建，应对房屋底层部分区域地坪的裂缝进行修补处理； 4. 采取有效的措施确保加层框架柱与原下部结构连接的安全性和可靠性，建议加层框架柱纵筋与原下部框架柱纵筋进行加强的焊接处理； 5. 加固设计应由专业设计单位按照实际情况并结合房屋加层改建设计进行复核验算后进行，同时应严格遵照有关规范的规定。加固施工应由专业施工队伍进行施工，在施工中应严格控制施工质量。 经上述抗震加固后，房屋的结构体系、抗震构造、构件连接、承载力和最大层间位移角等均能满足现行抗震规范要求，房屋的加层改建结构上是可行的。
