加層輕型鋼結(jié)構(gòu)校核

加層輕型鋼結(jié)構(gòu)校核

現(xiàn)在，由于城市用地的稀密性，在原建筑中使用輕鋼加固層，擴大原建筑的使用面積。個別建設(shè)單位認為輕型鋼結(jié)構(gòu)較輕,在原建筑物上加層輕型鋼結(jié)構(gòu)不會對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響,這種認識不全面也無根據(jù),必須經(jīng)過具體設(shè)計才能得出科學(xué)判斷。輕型鋼結(jié)構(gòu)加層對原結(jié)構(gòu)的影響程度除取決于增加輕型鋼結(jié)構(gòu)的層數(shù)及使用功能外,還取決于原建筑物層數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、建造年限、原建筑物功能、周圍環(huán)境影響等因素。對具體工程要做具體分析。任何一個建筑物都關(guān)系到人身和財產(chǎn)的安全,所有加層輕型鋼結(jié)構(gòu)工程必須認真進行以下各種校核。1積極判定原建筑承載能力削弱程度首先了解建造年限、結(jié)構(gòu)外觀風(fēng)化程度、基礎(chǔ)堿蝕程度,對磚混結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀需逐條軸線進行檢查。在新疆地區(qū),地下水硫酸鹽含量較高,對建筑物有較強腐蝕性,不僅對原建筑物地上墻體有腐蝕性,對地下基礎(chǔ)也有較強腐蝕性,一定要認真做出全面評定,判定原建筑承載能力削弱程度。還要對混凝土結(jié)構(gòu)板、梁、柱混凝土實際強度進行檢測,做出定量評定,給結(jié)構(gòu)校核提供實際的材料強度依據(jù)。2結(jié)構(gòu)設(shè)計與改進2.1屋頂疊頂板載壓過大,其屋頂板更符合樓下規(guī)劃原建筑物屋頂板設(shè)計中只采用自重、保溫層、防水層等恒載以及使用活荷載與雪載中較大的荷載組合。除屋頂花園、上人屋頂、高寒地區(qū)雪載外,一般雪荷載均小于不上人屋頂荷載,其屋頂預(yù)制板允許荷載等級一般低于樓層預(yù)制板允許荷載等級,現(xiàn)澆屋頂板其配筋量也低于樓層板。加層后將其屋頂板變?yōu)槭覂?nèi)樓板,原來不上人屋頂板變?yōu)闃菍影?原建筑物屋頂板承載能力一般不能滿足樓層板使用要求。如果加層后作為會議室、圖書閱覽室、文娛活動室,原屋頂板承載能力可能相差甚遠。此外還應(yīng)詳細了解加層輕型鋼結(jié)構(gòu)的施工方案,屋頂是否有較重堆載的可能,應(yīng)限制施工時較重堆載及沖擊荷載對屋頂板的影響。2.2嚴格控制地震荷載,保證結(jié)構(gòu)安全原建筑物不論是混凝土結(jié)構(gòu)還是磚混結(jié)構(gòu),均沿柱網(wǎng)或軸線設(shè)置一定數(shù)量的柱子或墻體,其恒載、活載、風(fēng)載、地震荷載由原承重結(jié)構(gòu)共同承擔(dān),而加層輕型鋼結(jié)構(gòu),為發(fā)揮其結(jié)構(gòu)優(yōu)點往往做成大柱網(wǎng),甚至做成門式剛架結(jié)構(gòu),將加層的所有荷載由少量邊柱或外墻承擔(dān),尤其在新疆高寒地區(qū),雪載、風(fēng)載都很大,有的地區(qū)抗震設(shè)防烈度也很高,加層后對原建筑物邊柱或外墻產(chǎn)生的內(nèi)力超過原建筑物承載能力,所以必須進行認真校核,保證結(jié)構(gòu)安全。2.3國內(nèi)對加層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計由于加層使建筑物高度及總質(zhì)量增加,所以原建筑物的振型、周期都有相應(yīng)改變,構(gòu)件內(nèi)力相應(yīng)增加,應(yīng)將加層部分與原建筑物作為一個整體進行抗震設(shè)計。有些設(shè)計單位簡單地將加層輕型鋼結(jié)構(gòu)單獨計算,而且邊界條件當(dāng)作地面建筑,假定為固端,忽略了原建筑物頂部在地震力作用下的位移,影響上部加層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。對于在高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上加層輕型鋼結(jié)構(gòu),還應(yīng)考慮剛度突變對構(gòu)件內(nèi)力的影響,尤其在抗震設(shè)防烈度較高地區(qū),須與原建筑一起進行整體計算。2.4基礎(chǔ)寬度和配筋原建筑勘察深度、地基處理方案、基礎(chǔ)設(shè)計方案,是根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)形式,建造層數(shù)確定的,當(dāng)加層后增加原建筑物總高度及總質(zhì)量,即加大原基礎(chǔ)反力,首先應(yīng)校核原基礎(chǔ)寬度和基礎(chǔ)配筋是否滿足建筑物加層后的要求。有時基礎(chǔ)寬度和配筋雖然能滿足建筑物加層后的要求,但由于基礎(chǔ)壓力增大,對地基影響深度加深,有時會影響到基礎(chǔ)下面軟弱下臥層,有時持力層滿足要求,軟弱下臥層卻不滿足要求,尤其在沿海地區(qū)許多城市地質(zhì)上存在軟弱下臥層,應(yīng)引起足夠重視。原建筑各軸線基礎(chǔ)寬度及配筋各不相同,其目的是使各基礎(chǔ)對地基產(chǎn)生的壓力接近,保證房屋均勻沉降,不至于使上部承重結(jié)構(gòu)或建筑裝飾產(chǎn)生裂縫。當(dāng)加層后可能導(dǎo)致原建筑物基底反力不均,使得沉降不均,可能使原建筑物承重結(jié)構(gòu)或建筑裝飾產(chǎn)生裂縫,在沿海軟土地基區(qū)域更要引起重視。3加層方案的確定消防通道設(shè)計是建筑消防設(shè)計的主要內(nèi)容,直接關(guān)系到失火時建筑物內(nèi)人員能否在短時間內(nèi)順利撤離。為了保證建筑物內(nèi)人員的生命安全,消防通道總寬度要根據(jù)建筑物層數(shù)、使用功能、使用人數(shù),依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)或《高層民用建筑防火規(guī)范》(GBJ50045-95)設(shè)計確定。建筑物加層后,首先是使用人數(shù)增多,應(yīng)校核原建筑物消防通道寬度及布置是否滿足加層后的要求。如果是加層后改變了原建筑物使用功能,應(yīng)以新的功能標(biāo)準進行校核,比如原建筑物是倉庫或辦公樓,加層后變?yōu)閵蕵穲鏊驎h室;原建筑物是非易燃品倉庫加層后變?yōu)橐兹计穫}庫,原建筑物耐火等級可能不滿足新的功能要求。有時原建筑物加層后,因建筑物總高度增加,可能由多層建筑變?yōu)楦邔咏ㄖ?消防設(shè)計使用的規(guī)范也不同,由“規(guī)范”(GBJ16-87)設(shè)計改用“規(guī)范”(GBJ50045-95)校核,這是一項十分重要的校核項目。4消防設(shè)施校核當(dāng)加層后建筑物總面積加大,總高度增高,應(yīng)校核原消防設(shè)施是否滿足要求,比如對原消防管道直徑,消防泵揚程,消防儲水池容量等必須認真校核,這是關(guān)系到人身生命和財產(chǎn)安全的大事。5施工設(shè)計與校核在原建筑物上設(shè)輕型鋼結(jié)構(gòu)加層,施工時遵守的原則就是:不能因加層施工而降低原建筑物所有構(gòu)件的安全度。為此,除對輕型鋼結(jié)構(gòu)加層及原建筑物進行全面設(shè)計與校核外,還應(yīng)對原建筑物進行施工設(shè)計與校核,比如輕型鋼結(jié)構(gòu)加層在原建筑物上的錨固必然要對原建筑物剔鑿,放置埋件或錨栓,磚混結(jié)構(gòu)剔鑿后,對原建筑物屋面梁的支座長度有影響,梁的錨固鋼筋暴露,受拉鋼筋錨固長度減少。尤其是鋼筋混凝土框架梁和柱為剛接,當(dāng)剔鑿后梁和柱變?yōu)殂q接,加大了梁的跨中彎矩,受力狀態(tài)發(fā)生變化,必須進行校核。加層后原來的屋頂變?yōu)闃菍?樓梯要接建,接建樓梯時必然要揭開原屋頂?shù)牟糠治菝姘?接建樓梯的錨固對原建筑物的影響,一定要認真校核,保證結(jié)構(gòu)安全。6加層對樓的線網(wǎng)間距的影響由于原建筑物層數(shù)增加,首先應(yīng)交消防部門審核消防通道和消防設(shè)施,其次是規(guī)劃部門審核加層后與周圍建筑物之間的間距是否滿足規(guī)劃間距要求,是否會因加層影響后樓的采光。若周圍是商品房,因前樓加高改變了業(yè)主購房時的環(huán)境,通常是不允許的,有時加層后可能不存在遮擋和采光問題,但加層后可能改變了建筑物的功能引起糾紛。所以建設(shè)單位擬在原建筑物上設(shè)輕型鋼結(jié)構(gòu)加層必須經(jīng)過審批程序,設(shè)計單位最好在初步設(shè)計審批后再進行施工圖設(shè)計。7設(shè)計程序復(fù)雜要取得以上校核項目的原始資料,最好委托建筑物原設(shè)計單位設(shè)計。只有原設(shè)計單位,才能擁有原建筑物的地勘資料、計算資料、全套施工圖紙以及施工中變更資料。對于建造年限較久,且原始資料已丟失的建筑物,如果盲目地加層會給整體建筑物留下極大安全隱患。對于建設(shè)單位可能不了解設(shè)計程序,對盲目加層帶來的不良后果估計不足,所以設(shè)計人員必須嚴把設(shè)計關(guān)。工作中經(jīng)常遇到,擬加層輕型鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)單位委托輕型鋼結(jié)構(gòu)專項設(shè)計資質(zhì)的單位設(shè)計,由于輕型鋼結(jié)構(gòu)專項資質(zhì)設(shè)計單位很難取得校核所需全套資料,也沒有多專業(yè)綜合設(shè)計能力,更