杭州黄龙饭店加固改造工程实例

2017-03-02李骏嵘

浙江建筑 2017年1期

关键词：塔楼保护层抗剪

李骏嵘,焦俭

(浙江省建筑设计研究院,浙江杭州 310006)

杭州黄龙饭店加固改造工程实例

李骏嵘,焦俭

(浙江省建筑设计研究院,浙江杭州 310006)

根据杭州黄龙饭店《房屋安全鉴定报告》和原设计图纸,对20年前设计的塔楼按现行规范和计算软件,进行复核验算。根据验算结果,对框支柱的抗剪和轴压比不足,梁抗弯不足,框架梁端箍筋不加密,以及混凝土保护层脱落,钢筋锈蚀外露,混凝土裂缝等情况,提出了相应的处理方案。

五星级酒店;加固改造;包钢加固

1 项目背景

黄龙饭店位于杭州市西湖区,是中国工程院院士程泰宁先生在1984年与香港许李严建筑工程师联合设计(图1)。2006年黄龙饭店改扩建工程启动,扩建工程在原有6幢塔楼和1个单层地下室以外,再扩建2幢塔楼和1个4层地下室,新老地下室通过地下通道相连。2009年3月,受杭州黄龙饭店有限公司委托,对饭店原有的6幢塔楼(本文仅对1#、2#塔楼论述, 其余各塔楼情况相似)安全性进行

图1 鸟瞰图

结构复核验算及加固。根据杭州市房屋安全鉴定所的《房屋安全鉴定报告》(杭房安鉴字[2009]076号)(以下简称《鉴定报告》)及原设计图纸,对报告中检测到的不符合原设计要求的混凝土构件和结构主要受力构件进行承载力复核,并提出相应的加固方案。同时,对混凝土构件存在的感观缺陷,如混凝土保护层脱落、钢筋外露、钢筋锈蚀和构件表面裂缝等情况作加固补强处理。

2 工程概况

1#、2#塔楼系9层钢筋混凝土框支剪力墙结构楼房,带一层连通地下室,1#、2#塔楼上部通过连廊连接,底层标高4.8 m 处设置设备夹层。1#、2#塔楼基础采用桩基、钢筋混凝土承台加地下钢筋混凝土止水板。上部结构1层(标高7.00 m以下,包括设备层)采用钢筋混凝土框支柱、剪力墙承重,2层以上(不含标高7.00 m)为钢筋混凝土剪力墙承重；现浇钢筋混凝土板楼、屋盖；坡屋面,钢筋混凝土檐沟集排水。房屋按当时国家相关规范7度抗震设防考虑抗震构造措施。2#塔楼剖面图见图2。

图2 2#塔楼剖面图

1#、2#塔楼楼面标高7.00 m处的转换梁和框支柱混凝土标号为400#(1989年以前的老规范使用标号表示混凝土强度指标。从1989年《混凝土结构设计规范(GBJ 10—89)》起,改用强度等级表示。经换算,400#对应C38混凝土，下同)；楼面标高±0.00 m处的地下室顶梁、板，及楼面标高4.80 m处的设备夹层梁、板，混凝土标号为250#(C23)；楼面标高7.00 m以上的梁、板及剪力墙混凝土标号为250#(C23)；钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级钢。

3 鉴定结果分析

《鉴定报告》对原结构的梁,柱,剪力墙混凝土强度、碳化深度、截面尺寸、箍筋间距和最外侧主筋根数进行了检测,结果汇总如下：

1)柱对1#、2#塔楼底层20根框支柱进行检测,检测结果框支柱混凝土强度标准值为29.2 MPa,未满足混凝土设计强度等级400#(C38)要求。碳化深度0.5～5 mm,其相应构件截面尺寸、箍筋间距、最外侧主筋根数等均满足设计要求。

2)梁对1#、2#塔楼13根2层框支转换梁和17根2层以上梁进行检测。检测结果显示,2层框支转换梁混凝土强度标准值为27.7 MPa,未满足混凝土设计强度等级400#(C38)要求；2层以上梁混凝土强度标准值为17.9 MPa,未满足混凝土设计强度等级250#(C23)要求。碳化深度均为2.0 mm,其相应构件截面尺寸、箍筋间距、最外侧主筋根数等均满足设计要求。

3)墙对1#、2#塔楼26片2层以上墙进行检测。检测结果显示,剪力墙混凝土强度标准值为17.9 MPa,未满足混凝土设计强度等级250#(C23)要求。碳化深度2.0 mm,其相应构件截面尺寸、箍筋间距、最外侧主筋根数等均满足设计要求。

4)板、基础没有进行检测。

4 复核验算和补强原则

1)复核验算范围：根据《鉴定报告》,对于柱、梁、墙,仅对房屋安全鉴定报告中,检测过的梁、墙进行复核验算。对于板和基础,由于未进行检测,故按原设计的混凝土强度进行验算。

2)根据检测报告,柱、梁、墙的混凝土强度未满足原设计要求,最外侧钢筋根数和箍筋间距满足要求,钢筋的直径和强度未做检测。复核验算时,假定钢筋的直径和强度满足原设计要求,混凝土强度采用《鉴定报告》中的数据。

3)复核验算时,梁、柱、墙、板的截面尺寸均按原设计图纸。考虑到即将对塔楼进行大面积室内装修,荷载按装修后的实际使用情况取值。

4)复核验算采用PKPM(2007年3月版)进行建模计算,根据现行有关规范和规程进行承载力复核验算。

5 复核验算结果和加固建议

1)经复核验算,《鉴定报告》中检测到的底层框支柱、2层框支转换梁,2层以上的梁及2层(含2层)以上剪力墙的验算结果如下：

①底层框支柱纵向钢筋满足计算要求,但按现行规范,箍筋抗剪不足,轴压比未满足规范要求,需要加固。框支柱包钢加固见图3。

②2层框支转换梁(非悬臂段),截面400×970和400×1 800的框支转换梁抗弯承载力未满足计算要求,需要加固。其余框支转换梁的抗弯和抗剪承载力满足计算要求。

③2层以上梁的抗弯和抗剪承载力满足计算要求。但梁端箍筋没有加密,未满足现行规范的构造要求。应对框架梁梁端采用结构抗剪构造加固。

④2层以上剪力墙上原设计按构造配置,混凝土强度的下降,降低了结构的安全储备,对剪力墙承载力影响不大,可不做加固。

⑤塔楼变形满足《建筑地基基础设计规范(GB 50007—2002)》中第5.3.4条建筑物的地基变形要求。

2)对于《鉴定报告》中未检测的混凝土构件,依据现行规范进行复核验算时,钢筋强度和混凝土强度均按原设计采用。计算结果显示：

②2层各框支转换梁的悬臂段,梁支座上部钢筋和抗剪箍筋偏少,建议加固。

③1#、2#号楼2～9层～轴间连廊梁,配筋偏少,需要加固。

3)混凝土楼板,梁、墙、柱的混凝土保护层脱落,钢筋外露及锈蚀问题,需进行补强加固处理。具体加固部位由业主、项目管理公司、设计、监理及施工单位现场确定。

图3 框支柱包钢加固

4)考虑到二十多年来混凝土强度的降低,以及混凝土碳化,钢筋外露锈蚀,而且今后还有二十多年的设计使用年限,在尽量不改变结构外形尺寸的前提下,对1层框架梁,除框支柱外的其余框架柱,2层所有框支转换梁和各楼层外观破损严重的梁(具体位置由业主、项目管理公司、设计、监理及施工单位现场确定)进行加固,以增加结构的耐久性和可靠度。

5) 《鉴定报告》未对混凝土楼板进行检测。根据现场观测,部分楼板混凝土保护层脱落,钢筋锈蚀、外露情况严重。建议抽检混凝土楼板,确保结构安全。再根据检测情况,确定是否对板进行加固补强。

6 结构加固补强措施

1)混凝土保护层脱落的加固补强措施：凿除保护层脱落范围内混凝土保护层,露出混凝土。清洁表面,用高压水枪冲洗干净,彻底干燥后,采用混凝土裂缝修补胶或I级聚合物砂浆(以上材料需提供配方,相关指标应满足规范要求)恢复保护层。

2)钢筋锈蚀外露的加固补强措施：先对钢筋进行清理、除锈。当锈蚀程度特别严重,已损失钢筋截面超过5%时,应补强植筋。然后按混凝土保护层脱落的加固补强措施,恢复构件截面。对于缝宽大于0.3 mm的裂缝,采用环氧灌浆料压力灌浆。当裂缝宽度小于0.3 mm时,可用裂缝修补胶封闭裂缝。对于楼板外观破损和钢筋锈蚀特别严重的板面,须采用碳纤维加固补强。

3)柱子抗剪,梁抗弯,抗剪的补强加固：对框支柱和框支转换梁采用外包钢和纤维复合材料加固。此方法简便可靠,对截面的尺寸影响较小,承载力提高幅度大。对于抗剪不足的剪力墙洞顶连梁,采用纤维复合材料加固。见图3。