杭州旺角城综合楼结构改造
2019-07-31
(深圳华森建筑与工程设计有限公司杭州分公司,浙江 杭州 310012)
1 项目介绍及难点
杭州旺角城项目为集住宅、商业、酒店和办公于一体的综合小区,位于杭州市萧山城乡镇,东临市心中路,西侧为工人路。其中28号楼地上15层,地下2层。8层及以上是办公,7层及以下是酒店。建筑高度77.8m,总建筑面积204 111.6m2,框架-剪力墙结构,抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度0.05g,设计地震分组第一组。II类场地,抗震设防等级为丙类;有部分是框支结构,结构抗震等级为框架二级,剪力墙二级。该建筑地处中心地段,商业价值非常高。当施工至标高0.000m时,由于商业招商需要,裙房建筑功能有较大改动,增加了电影院,并有IMAX厅,因层高增加及空间加大,地下室部分结构必须加固。
2 结构设计研究
根据建筑修改后的平面布置,结构进行重新设计,结构仍为框架-剪力墙结构。裙房改成大空间后,竖向刚度不满足设计要求,为提高裙房部分刚度,增加了部分混凝土墙体,但地下室已施工完毕,结构需要改造和加固。
比对原设计与重新计算结果,各结构构件内力有了变化,底层仅增加自动扶梯部分,建筑功能改变较小,梁和板的内力基本符合要求,所以改造区域不大。内力变化较大的是柱,有12根柱原配筋不够,需要加固。最困难的是④轴和⑤轴上2个柱的柱底轴力现在为4 000kN,增加了很多,因此要加固和改造工作量较大。
1)加固改造支撑 地下室层高较高,首层板面为施工堆放场地,有较大施工荷载。支撑设计时要位置恰当,便于施工,同时对支撑构件的强度和稳定性要认真计算。支撑用钢均为Q235,支撑强度验算的应力与强度比控制不大于0.6,稳定性验算时,应力与强度比控制不大于0.7。设计时明确普通支撑和需卸载加固区的特殊支撑,如图1所示。
2)凿毛和拆除拆除 施工时必须注意施工步骤和按图施工,先上后下、先外后里、先易后难。构件拆除应尽量减小振动,禁止使用风镐,避免对其他构件和需保留部分混凝土产生损害。本次工程临时支撑设置完毕后,先在梁侧板凿出板缝(见图2),并保留钢筋(经济且对相邻结构构件影响小),再按设计切断钢筋,分段凿除梁。注意保留钢筋长度,三级钢筋避免焊接,均为绑扎搭接。注意保留钢筋不能变形。
图1 地下室1~2层支撑
3)柱加固 地下空间是车库,加固设计必须保证柱间净距,柱加固截面不能增加太多(见图3),每个加固柱均设置临时支撑。柱加固用钢为Q235,先将柱钢筋外混凝土保护层凿除,柱角临板凿出孔,柱四角部设通长∟100×8(从基础至0.000m板面),在梁柱板节点处设外加3道16箍筋(一级钢筋)。高压水枪清理后支模用C40混凝土浇筑,确保密实。
图2 凿毛和拆除(打斜线部分拆除)
图3 柱加固节点
最困难的是加固和改造框支梁与框支柱,其规定较多,框支梁上下主筋最小配筋率0.4%,纵向钢筋不宜有接头;且同一截面内钢筋接头面积不应超过全部主筋截面积的50%;框支梁应按偏心受拉构件设计,上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通;下部主筋应全部贯通,并伸入柱内按充分受拉锚固;框支梁与框支柱截面中线宜重合等。原框支梁是450mm×2 100mm,上部通长筋是6根25(三级钢筋),下部是20根32的三级钢筋。重新计算后设计时加高框支梁为2200mm,增加梁宽为650mm,上部增加了6根25三级钢筋通长锚进柱内,符合最小配筋率0.4%,同理下部增加了6根28三级钢筋通长锚进柱内(见图4)。
3 施工措施
为确保框支梁所有主筋全部贯通伸入柱内充分受拉锚固,两端框支柱也同时拼大(见图5),保证了框支梁与框支柱截面中线宜重合。施工时采取了以下措施。
1)支撑设计 因工期要求,改造加固框支梁柱时已施工至4层楼面,加固施工时必须卸载,要用千斤顶顶升,此时要抬升的柱轴力已近1 500kN。根据现场情况和现有设备,重新进行支撑设计。
2)新旧混凝土界面处理 为尽可能不损伤框支梁,梁表面仅凿毛处理,框支柱剥去钢筋外的混凝土保护层。
3)钢筋 按设计规范绑扎钢筋,现浇部分均用C40混凝土,凿除钢筋外混凝土保护层的部分用环氧砂浆抹面。
图4 框支梁加固
图5 框支柱加固措施
4 结语
通过结构加固难点分析和采取相对应的加固措施,加固改造效果良好,此项目部分工程获得钱江杯。