医院建筑抗震鉴定与加固设计.pdf

医院建筑抗震鉴定与加固设计 I d e n t i f i c a t i o na n dS e i s m i cS t r e n g t h e n i n gD e s i g no f H o s p i t a lB u i l d i n g 狄玉辉，康凯，何小燕 ( 中国中元国际工程有限公司，北京1 0 0 0 8 9 ) D I Y u - h u i ，K A N G K a i ，H E X i a o - y a n ( C h i n a I P P R I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ，B e i j i n g1 0 0 0 8 9 ，。C h i n a ) 【摘 要】以某医院病房楼为例，介绍了抗震鉴定的基本内容及方法。结合病房楼现状及抗震鉴定，阐述了框架柱、混凝土粱及楼 板等构件的加固方法。通过工程实例的介绍，为医院建筑抗震鉴定与加固提供一些经验与参考。 【A b s t r a c t i n t h i s p a p e r , w a r d o f a h o s p i t a l a s a n e x a m p l e ，i n t r o d u c e s t h e b a s i c c o n t e n t a n d m e t h o d o f i s m i c e v a l u a t i o n P r e s e n ts i t u a l i o n a n d s e i s m i c i d e n t i f i c a t i o n o f w a r d b u i l d i n g w i t h T h e m e t h o d o f r e i n f o r c e m e n t c o n c r e t e f r a m e c o l u m n , b e a m a n d s l a b c o m p o n e n t s T h r o u g h t h e p r o j e c t e x a m p l e i n t r o d u c t i o n , h o p e t o p r o v i d e s o m e e x p e r i e n c e a n d r e f e r e n c e f o r t h e s e i s m i c e v a l u a t i o n a n d s u e n g l h e n i n g o f h o s p i t a l b u i l d i n g 【关键词】医院建筑；抗震鉴定；抗震承载力；型钢加固 【K e y w o r d s h o s p i t a l b u i l d i n g ；s e i s m i c e v a l u a t i o n ；s e i s m i c b e a r i n g c a p a c i t y ；s t e e l r e i n f o r c e m e n t 【中图分类号 T U 3 5 2 1 1 ；T U 3 7 5【文献标志码】A 【文章编号】1 0 0 9 4 6 7 ( 2 0 1 4 ) 1 0 4 ) 0 2 5 - 0 4 D O l l1 0 1 3 6 1 6 0 c n k i g c j s y s j 2 0 1 4 1 0 0 0 1 1 引言 随着国家经济水平的提高，对医疗建筑的功能要求不断 提升。基于节约投资塌呔：程度地利用已有基础设施的目的，大 量2 0 世纪7 0 年代以后建造的医院建筑需要进行改造。由于 改变用途、使用环境以及抗震设防目标提高等，在改造的同时 需要进行抗震鉴定及结构加固。 2 工程实例概况 某医院病房楼，地下l 层，地上8 层。首层为消化内科及 大厅；2 “层为病房，7 层为设备层，8 层为电梯机房和设备用 房。建筑平面形状为矩形，总高度2 6 9 0 m 。结构形式为现浇框 架一剪力墙结构，基础为箱形基础，楼板为现浇梁板体系，标准 层结构如图1 所示。 【作者简介】狄玉辉( 1 9 7 8 一) ，男，河北河间人，高级工程师，从事结 构工程设计与研究，( 电子信：箱) 9 0 9 8 7 5 5 4 2 q q c o r d 。 - -_-_ _-_ 一一 -_- 一 ，：Il II t ：J 。：lI ：W ； 量= ：三二二= 二二：二二二三二二三二= 兰二= 二= 二三二f ：毒 。 考毒ee 毒南 图1 标准层平面图 原建筑竣工于1 9 8 4 年，按7 度( O 1 5 9 ) 抗震设防，结构抗 震设防类别为丙类。依据 【I 】第 4 0 3 条规定，改造后的结构抗震设防类别为乙类。鉴于医院实 际需求及 ：建筑抗震鉴定标准： 【2 】第1 0 6 条规定，该病房楼进 行改造设计前需对原结构进行抗震鉴定，并确定其后续使用 年限为4 0 a 。 3 建筑现状调查 抗震鉴定前应进行建筑现状调查，包括搜集勘察、施工及 2 5 万方数据 l 工程建设与设计 C m u a - u e l m & D e s 咖F o r l 口l o e a 竣工验收的相关原始资料；当资料不全时，应根据鉴定的需要 进行补充实测。调查建筑现状与原始资料相符程度、施工质量 和维护状况。 3 1 原始资料调查 该住院楼岩土工程勘察报告、竣工图纸、竣工验收资料等 原始资料均较齐全。 3 2 外观质量检查 钢筋混凝土结构主要检查结构构件的裂缝及劣化程度 等。经检查个别框架柱及剪力墙表面存在蜂窝、麻面现象；少 数框架梁存在梁底钢筋锈蚀现象( 见图2 ) ；个别屋面板板底存 对现有房屋的宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价；( 2 ) 第 二级鉴定：对现有房屋进行抗震验算为主结合构造影响进行 综合评价。 ( 1 ) 和( 2 ) 同时满足的建筑评定为满足抗震要求，可不进行 加固处理；( 1 ) 满足而主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规 定的9 5 、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的9 0 ， 可不进行加固处理；( 1 ) 不满足而抗震承载力较高时，可通过构 造影响系数进行综合抗震能力的评定；( 1 ) 和( 2 ) 均不满足要求 时，应采取加固或其他相应措施。 表1 构件混凝土强度匐弹法检测结果摘录 在碱蚀、露筋现象( 见图3 ) 。结构构件未发现明显开裂、较黎莓霎篓换鎏；：者著患。鎏：j ：黧兰絮篓笔震冀錾：i 辫 大变形等严重结构性损坏现象。 图2 梁底钢筋锈蚀 K Z ll4 2 8 40 1o 9 236 9 K Z 25 4 1 539 OO 9 23 5 9 K L l33 4 2 3 2 5o 9 22 9 9 K L 263 8 534 5o 9 2 3 1 1 7 0 1 24 4 24 2 3o 9 23 8 9 0 2 74 5 24 2 80 9 23 9 4 图3 板底碱蚀、露筋 3 3 材料性能检测 建筑结构的材料性能是结构安全的基本保证。本工程混 凝土强度采用超声一回弹综合法对混凝土抗压强度进行现场 取样检测，检测混凝土强度摘录如表1 所示。现场采用钢筋探 测仪对部分梁、板、柱、剪力墙的钢筋配置、分布及混凝土保护 层厚度进行检测，检测结果基本符合原图纸设计要求。 4 抗震鉴定 4 1 抗震鉴定原则 本工程属于B 类建筑，应进行两级鉴定。( 1 ) 第一级鉴定： 2 6 4 2 抗震等级确定 本工程使用功能为病房楼，根据建筑工程抗震设防分类 标准：第4 0 3 条，二三级医院的门诊、医技、住院用房，抗震设 防类别应划分为重点设防类( 乙类) 。依据现行建筑抗震设计 规范第6 1 2 条规定，本楼框架抗震等级为二级、剪力墙抗震 等级为一级。依据现行建筑抗震鉴定标准第6 3 1 条规定， 框架抗震等级为三级、剪力墙抗震等级为二级。改造工程的抗 震设防目标及抗震设防水准，按照安全、经济、合理的要求，结 合其后续使用年限4 0 年相协调，确定框架抗震等级为三级、 剪力墙抗震等级为二级。 4 3 场地、地基和基础 查阅原地勘报告，本楼建造于对抗震有利的地段，场地类 别为类，其地基主要受力范围内不存在软弱土、饱和砂土和 饱和粉土或严重不均匀土层。依据健筑抗震鉴定标准： 第4 1 条、4 2 条规定，可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定，同时也 可不进行地基基础的抗震鉴定。 4 4 抗震措施鉴定( 第一级鉴定) 4 4 1 结构高度 本工程结构总高2 6 9 0 m , 满足催缴抗震鉴定标准第 6 1 1 条，7 度框架戒震墙结陶彭氆墟秽瀑妻为1 2 0 m 的受求。 4 4 2 房屋的结构体系 本工程为双向多跨框架一抗震墙结构，结构布置及框架 万方数据 梁、柱、剪力墙截面满足建筑抗震鉴定标准第6 3 2 条房屋 结构体系要求。 本工程建筑平面形状为矩形，平面没有局部突出，立面没 有局部缩进，均满足建筑抗震鉴定标准第6 2 1 条房屋结构 体系要求。 楼层刚度大于其相邻上层刚度的7 0 ，且连续3 层总的 刚度降低小于5 0 ，满足健筑抗震鉴定标准第6 2 1 条房屋 结构体系要求。 首层个别框架柱轴压比为0 9 8 ，不满足建筑抗震鉴定标 准第6 2 1 条框架一抗震墙柱( 抗震等级三级) 轴压比0 9 5 的要求。 4 4 3 混凝土强度等级 本工程混凝土强度实测结果，满足健筑抗震鉴定标准第 6 3 3 条梁、柱、墙实际达到的混凝土强度等级不应低于C 2 0 要求。 4 4 4 框架梁的配筋及构造 本工程框架梁纵向受拉钢筋的配筋率不大于2 5 ；梁端 截面的底面和顶面配筋量的比值不小于O 3 ；梁端箍筋实际加 密区的长度大于梁截面高度的1 5 倍，箍筋最小直径为8 m m ， 满足要求。 4 4 5 框架柱的配筋及构造 本工程框架柱实际纵向钢筋的总配筋率，框架中柱、边柱 和角柱均大于1 O ，满足要求。柱箍筋加密区的箍筋间距为 1 0 0 r a m ，箍筋直径为曲8 m m 和西1 0 m m ，满足要求。柱加密区 箍筋肢距不大于2 0 0 m m ，且每隔1 根纵向钢筋在2 个方向均 有箍筋约束，满足要求。 4 4 6 框架节点核心区构造 本工程框架节点核心区内箍筋最大间距为1 0 0 m m ，最小 直径为D1 2 m m ，柱体积配箍率为1 6 0 一2 1 ，满足建筑抗震 鉴定标准第6 3 6 条要求。 4 4 7 抗震墙的配筋及构造 本工程抗震墙墙板竖向、横向分布钢筋的配筋率约为 0 6 2 8 ，均大于0 2 5 ，最大间距为1 5 0 r a m ，最小直径 咖1 2 m m ，满足要求。抗震墙边缘构件的配筋，纵向钢筋配筋率 为1 2 - 2 O ，箍筋直径均为咖1 0 m m ，间距均为1 0 0 m m ，满 足健筑抗震鉴定标准第6 3 7 条要求。 4 4 8 填充墙 建筑与结构设计l A 阼 衄c 蛔o a n d 妇缸r 口f 脑肌l 本工程砌体填充墙在平面和竖向布置均匀对称，满足要 求。砌体填充墙沿框架柱每隔5 0 0 m m 有2 根圣6 m m 拉筋，拉 筋伸入填充墙内长度7 0 0 m m ，满足三四级框架不应小于墙长 的1 5 且不小于7 0 0 m m 的要求。墙长度大于5 m 时，墙顶部与 梁设有拉结措施，满足建筑抗震鉴定标准第6 3 9 条要求。 4 5 抗震承载力验算( 第二级鉴定) 第二级鉴定是以抗震验算为主，结合构造影响进行综合 评价。第二级鉴定可采用楼层综合抗震能力指数法与建筑抗 震设计规范规定方法进行抗震计算分析。本工程采用中国建 筑科学研究院编制的( P K P M 混凝土结构鉴定加固软件进行 抗震承载力计算。在建立计算模型和选择计算方法时采取了 如下处理。 1 ) 在P K P M 软件计算中，依据原设计施工图、