渊1.东南大学建筑设计研究院有限公司袁江苏南京210096曰
2.鞍钢建设集团有限公司钢结构公司袁辽宁鞍山114034冤
[摘
求的问题袁本文进行了深入的竖向分析袁给出了如何减小上支墩高度尧减小基础加固高度等策略袁并进一步给出了抬高地面尧
要]既有建筑采用隔震技术进行抗震加固时袁往往会遇到基础顶面至建筑首层地面之间高度较小不能满足构造要
[关键词]基础隔震;抗震加固;竖向设计
[中图分类号]TU352.12[文献标志码]A[文章编号]1005-6270渊2019冤03-0044-03
整体顶升以及基础落低3种增大高度的方法袁可用于指导隔震加固的方案设计遥
TheDesignStrategyofHeightaboveBasementofinBase-IsolationReinforcement2.SteelStructureCompanyofAn-gangConstructionConsortiumCo.,Ltd袁AnshanLiaoning114034China)渊1.ArchitecturalDesign&ResearchInstitute袁SoutheastUniversity袁NanjingJiangsu210096China曰
LUFeng-yong1YUANXu-dong2
Abstract院Whenexistingbuildingsarestrengthenedwithisolationtechnology,theyoftenencounterthetherequirementsofthestructure.Thispapermakesathoroughverticalanalysis,givessomestrategiesonhowtoreducetheheightoftheupperpierandthestrengtheningheightofthefoundation,andfurthergivesthreedesignofseismicisolationreinforcement.
Keywords院baseisolation;seismicstrengthen曰verticaldesign
enlargements:raisingtheground,liftingthewholeandloweringthefoundation.Theycanbeusedtoguidethe
problemthattheheightbetweenthetopofthefoundationandthegroundofthefirstflooristoosmalltomeet
1问题的提出
隔震技术应用于既有建筑的抗震加固具有卓越的技术无地下室的既有建筑袁原有基础顶面至建筑首层地面之间的净高渊见图1冤范围内袁除建筑面层外袁需设置上支墩尧隔震支座尧下支墩等隔震组件袁以及基础加固需要增加的根部高度渊见图2冤遥
因此袁基础顶面至建筑首层地面之间的净高H需要满足曰H逸50+H1+H2+H3渊H4冤
渊1冤
经济优越性[1-2]遥当采用基础隔震技术进行抗震加固时,对于
式中院H要基础顶面至建筑首层依0.000之间的净高曰度曰H4要基础加固高度遥
H1要上支墩高度曰H2要隔震支座安装高度曰H3要下支墩高
对于隔震组件较多的隔震工程来说袁大多数情况是原
基础埋深较浅袁基础顶面以上的高度H小袁不能满足高度需求袁如果不采取措施袁隔震技术就无法实施遥本文针对此问题进行了深入研究袁找到了解决这个问题的办法袁那就是尽可能减小各隔震组件高度袁或者设法增大净高H遥2减小隔震组件高度方法2.1减小上支墩高度
在隔震工程中袁上支墩具有3个基本功能院渊1冤上部框
架柱纵筋的锚固曰渊2冤隔震支座上部连接板的锚固曰渊3冤顶板内框架梁的支座遥通过变通锚固方式尧宽扁梁等措施袁可以减小上支墩的高度要求遥
[收稿日期]圆园19鄄03鄄20图1基础埋深剖面图
图2隔震组件的高度
一级注册结构工程师遥[作者简介]鲁风勇袁东南大学建筑设计研究院有限公司袁高级工程师袁2.1.1江苏建筑圆园19年第3期渊总第197期上柱支纵墩筋相锚当于固要是求冤柱子底部的基础袁因此袁上支墩高度应
满足柱底部纵向钢筋锚固长度要求遥根据国标图集[3]向钢筋底部在基础中的构造冶渊P66冤袁柱底纵筋的锚固野柱可纵以采用直锚和弯折锚2种方式袁分别见图3渊a冤尧图3渊b冤遥
图3柱纵筋锚固
采用直锚时袁H1采用90毅弯折锚逸时labE袁
+50渊2冤H1式中逸院{0.6d为labE柱袁纵20筋d}max直+50
径袁l渊3冤
abE为受拉钢筋抗震基本锚固长度袁与柱抗震等级尧混凝土强度等级和纵钢种类尧直径有关遥
比较式渊2冤与式渊3冤可知袁采用90毅弯折锚袁可以大大减少上支墩的高度要求遥2.1.2在减隔少震顶板梁结构中高
袁由于隔震支座抗拉强度小袁抗弯能力
低袁梁柱的关系不同于一般楼层遥渊1冤上支墩是隔震层顶部框架梁的支座袁梁上荷载传递给上支墩袁再向下传给隔震支座曰渊2冤框架梁对柱底弯矩必须具有完全的平衡能力曰渊3冤要求隔震层顶部楼盖水平刚度比普通楼层更大袁以协调隔震层的剪力分配遥隔震层顶部梁板的强度与刚度要比上部一般楼层更大袁见图4渊a冤遥
相比常规截面梁袁采用宽扁梁的方式袁见图4渊b冤袁可适当降低梁高袁从而减少对上支墩的搁置需求遥当框架梁上部有填充墙时袁可以结合填充墙下部设置的双夹梁袁将框架梁作成双夹梁袁见图4渊c冤遥
图4梁高
2.1.3新隔建震隔支震座工程连接袁隔锚震固支筋
座上连接板在上支墩内的锚固袁
一般采用直螺纹套筒+锚筋的形式袁见图5渊a冤遥而对于隔加固工程袁要减小对于上支墩高度的要求袁可以将锚固筋直径变小袁相应根数变多遥也可以采用图5渊b冤所示的弯折锚固筋或其他机械锚固措施遥当需要进一步降低高度要求时袁可以采用造价偏高的锚栓袁见图5渊c冤遥2.2隔隔震震支支座座的安装安高度
装高度H2袁包括支座本身高度尧上下连
45图5隔震支座连接锚固
接板厚度以及是否设置灌浆层遥当建筑的平面尺寸较大时袁宜设置灌浆找平层袁以保证安装精度遥因此袁要想减少支座安装高度袁可优选施工工艺袁取消灌浆层厚度遥并且同等条件下尽可能选用高度较小的支座渊图6冤遥
2.3减图6隔小支座安装高度
震下支支座墩发高度
生错动时袁截面压应力分布不均匀袁最大压
应力可能高达近50MPa遥因此袁下支墩顶部需设置局部受压加强钢筋网片袁见图7遥一般下支墩高度H3不小于150mm遥
图7下支墩高度
当隔震支座下部连接板厚度较大尧下支墩顶面的纵筋配筋率较大以及下支墩混凝土强度较高时袁下支墩的附加钢筋网片可以取消袁同时减小下支墩的高度遥2.4变当换基础独立基础需要加加固高时方袁原式
既有基础受弯钢筋设置在基础底
部袁钢筋补强无法实现遥可根据既有配筋袁增大基础根部高
度袁如图7所示的H4遥基础增高H4和下支墩高度H3合并遥
基础加固也可以采用刚性基础加固方法袁在下部周边
增大基础高度袁实现荷载沿刚性角传递机制袁如图8所示袁就可避免增加基础上部的高度遥
3其他要求与辅助措施隔震层检修与更换的施工净高要求
隔震层检修与隔震装置更换袁对地下空间的高度有施工净高的要求袁见图9遥根据工程经验袁梁下净高HT1一般要求不小于800mm遥板下净高HT2不宜小于1500mm遥近支墩400mm处板下净高HT3不宜小于1000mm遥
当净高确实困难时袁可采取落低防水底板和设置局部落低的检修通道渊兼排水沟冤等措施遥
46图8刚性基础加固
图9隔震层检修与更换的净高要求
4增大净高措施
当既有建筑基础埋深较浅袁基础顶面至建筑首层地面之间的净高较小时袁首先应在隔震层构件选型时袁各构件高度尽量取低值遥当最低高度仍要求无法满足时袁就必须采取增大净高的措施遥4.1抬抬高高首首层层地地面法
面法袁是指提高首层地面的高程袁降低了首
层层高袁见图10遥遇到的问题是首层的门洞高度需要提升尧首层的窗台高度需要提升尧室内外高差增大等遥需要与建筑师协同解决遥
图10抬高首层地面
4.2建筑建筑整体整体顶顶升升法
法袁是将依0.000以上的上部建筑通过底
部顶升袁整体抬高袁见图11遥
图11整体顶升大
常规顶升是隔震加固之前袁先截断柱子袁将建筑整体顶升遥该方法施工难度大尧风险高袁造价高袁可称为先顶法遥
如果先施工隔震层顶部梁板袁然后在隔震层空间内从梁板下部顶升袁可称为后顶法遥相比先顶法袁后顶法具有施
江苏建筑圆园19年第3期渊总第197期冤工空间狭小袁顶升重量大的缺点袁但是可以充分利用这层梁板的整体性和承载力袁风险更低袁造价更低遥4.3基础基础落落低低法
是采用托换方式袁将既有基础的标高降低遥
对于砌体结构袁条形基础遥隔震加固后袁上部荷载集中在隔震支座袁因此原基础必须改为支座下的独立基础袁新基
础底标高按要求确定袁见图12渊a冤遥
当建筑为框架结构袁原基础一般为天然地基上的柱下独立基础遥可采用锚杆静压桩法进行托换袁在下部新作基础袁并凿除原基础袁见图12渊b冤遥
当原基础为桩基础时袁可以在既有承台下部重新设置承台袁新承台纵筋在桩身植筋袁并浇筑混凝土遥凿除原承台或将原承台兼做上支墩袁见图12渊c冤遥
图12基础落低
5结论
采用隔震技术进行既有建筑的抗震加固袁既有基础顶面至建筑首层地面之间的净高是个关键尺寸袁是隔震加固设计的必要条件袁该净高必须满足上支墩尧隔震支座尧支墩以及基础加固的高度要求遥
通过变更锚固方式尧宽扁梁袁修改刚性基础等方式袁可以降低对该净高的要求袁也可以通过抬高地面尧建筑整体顶升和基础落低等措施袁将其净高增大遥
参考文献
[1]鲁风勇.宿迁钟吾初级中学科技楼隔震加固设计[J].江苏建筑袁2016渊6冤.
[2]鲁风勇.建筑隔震加固原理[J].江苏建筑袁2017渊6冤.[3]中国建筑标准设计院.国家建筑标准设计图集院混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图[S].16G101-3.[4]建筑抗震设计规范院GB50011要2010(2016年版)[S].中国建筑工业出版社袁2010.
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