小学教学楼抗震加固设计计算书.docx

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1、小学教学楼抗震加设计计算书一、工程概况21、设计依据32、加固设计思路43、活荷载取值及设计参数4二、承载力复核验算41、结构模型计算信息42、加固前计算信息43、计算结果分析44、加固设计原则55、加固后计算信息5三、构件加固计算51、柱加大截面加固计算52、柱包碳纤维箍加固计算53、梁粘贴碳纤维布加固计算： 6小学教学楼抗震加固设计、工程概况棠下小学教学楼(以下简称“该建筑”)位于棠下街棠安路117号棠下小学 内，据悉该建筑建于2006年，朝向大致为坐北向南，为一幢六层钢筋混凝土框 架结构建筑物，主体以钢筋混凝土柱、梁、板承重，楼板为现浇板，屋面为上人 屋面，屋面形式是平屋面，建筑物外墙为

2、瓷砖饰面，内墙为抹灰层饰面，楼地面 铺地狡，装木口、铝合金窗。房屋结构图度为22.00m,首层层局4.50m,二至六 层层高均为3.50m,建筑面积约5021.6m2,房屋现作教学楼使用。受广州市天河区棠下小学委托，广东合正建筑物鉴定检测有限公司对该建筑 进行了结构安全性及抗震鉴定，并于2020年9月出具了广州市天河区棠下街 棠安路117号棠下小学教学楼建筑物结构安全性及抗震鉴定报告(报告编号: 穗房鉴统字【2020】 055468,以下简称“鉴定报告”)，鉴定报告的鉴 定结论摘录如下：一、结构安全性鉴定结论：根据检查、检测情况及结构承载力验算分析结果，按照民用建筑可靠性鉴 定标准(GBJ50

3、292-2015),对房屋结构安全性作如下结论：1、地基基础子单 元的安全性等级评为Au级；2、上部结构安全性等级评定为Bu级；3、围护系 统承重部分子单元的安全性等级评为Bu级。综上所述，根据国家民用建筑可靠性鉴定标准(GB50292-2015),该建 筑物的安全性等级评定为Bsu级，安全性略低于本标准对Asu级的要求，尚不 显著影响整体承载。二、抗震鉴定结论：根据检查、检测情况及验算分析结果，按照建筑抗震鉴定标准(GB50023- 2009),对该房屋抗震性能作如下结论：1、抗震措施结果表明：该房屋结构体 系为框架结构；梁柱截面尺寸、梁柱配筋、构件混凝土强度等级等构造措施均满 足抗震要求。

4、2、抗震承载力验算结果表明：首层29XBE轴范围框架柱、二 层29XCE轴范围框架柱与7XB轴柱、三层2XC、6XC、8XC、9XC、9 XE、7XE轴框架柱箍筋均不满足承载力要求；框架梁配筋满足承载力要求，因 此抗震承载力不满足要求。3、地震作用下结构的弹性层间相对位移角的计算结 果满足规范的要求，表明结构具备足够的整体抗侧力刚度。综上所述，该房屋的综合抗震能力不满足建筑抗震鉴定标准(GB50023- 2009)对后续使用年限为50年(C类建筑)、7度乙类建筑的抗震要求，该房 屋现状不满足教学楼的结构综合抗震要求。现受业主方委托，我司依据鉴定报告及相关资料，根据现有的建筑功能 布置按现行规范

5、进行荷载取值，按现行规范耍求进行复核计算，对该建筑进行抗 震加固设计。1设计依据(1)、混凝土结构加固设计规范(GB50367-2013)(2)、建筑结构可靠性设计统一标准(GB50068-2018)(3)、建筑结构荷载规范(GB50009-2012)(4)、建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)(5)、建筑抗震设计规范(GB50011-2010) 2016版(6)、民用建筑可靠性鉴定标准(GB50292-2015)(7)、建筑抗震加固技术规程(JGJ116-2009)(8)、建筑拆除工程安全技术规范(JGJ1472016)(9)、混凝土结构设计规范(GB50010-2010) 20

6、15版(10)、混凝土结构后锚固技术规程(JGJ145-2013)(11)、碳纤维片材加固混凝土结构技术规程(CECS146：2003)(12) 混凝土结构耐久性设计标准(GB/T50476-2019)(13)、混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(16G101- 1)(14)、建筑抗震鉴定标准(GB50023-2009)(15)、广东省标准既有建筑混凝土结构改造设计规范(DBJ/T15-182-2020)(16)、广州市天河区棠下街棠安路117号棠下小学教学楼建筑物结构安全性 及抗震鉴定报告(报告编号：穗房鉴统字2020 055468,由广东合正建筑物 鉴定检测有限公司出具)2

7、、加固设计思路我司采用盈建科建筑结构计算软件（版本号：V20214.0.0）进行结构设 计计算分析。根据委托方要求，依据鉴定报告对混凝土强度、钢筋配置情况 进行取值，根据现有的建筑功能布置按现行规范进行荷载取值（我司到现场对现 有建筑功能布置进行普查，普查情况详见图纸JG-13JG-16）,对结构进行安全 性及抗震性能加固设计。3、活荷载取值及设计参数（1）活荷载取值：教室：2.5kN/m 走廊：3.5kN/m 楼梯:3.5kN/m 卫生间：2.5kN/m 上 人屋面2.0kN/m2。风荷载：基本风压0.50kN/m2,地面粗糙度为C类。（基本风 压按50年重现期风压值）。（2）设计参数：本工

8、程建筑物安全等级为二级，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度 值为0.10g,设防类别按乙类，框架抗震等级为二级，设计地震分组为第一组。（3）碎强度取值（取值依据|鉴定报告|）梁板：二层屋面C30；框架柱：首层四层C30,五层C25,六层C30。单个构件的混凝土强度实测值达不到推定值的，按该构件的实际强度取值。二、承载力复核验算1、结构模型计算信息（1）结构模型信息（见附件一）；（2）平面荷载简图（见附件二）。2、加固前计算信息加固前平面简图及配筋计算结果（见附件三）。3、计算结果分析计算结果表明：（1）部分框架柱轴压比超限；（2）部分框架柱箍筋配筋不满足要求;（3）部分框架梁承载力不满足要

9、求。4、加固设计原则（1）对轴压比超限的柱，采用柱加大截面的方法进行加固；（2）对箍筋配筋不满足要求的框架柱，采用柱包碳纤维箍的方法进行加 固；（3）对承载力不满足要求的框架梁，采用梁粘贴碳纤维布的方法进行加 固。5、加固后计算信息加固后平面简图及配筋计算结果（见附件四）。梁裂缝图（见附件五）。三、构件加固计算1、 柱加大截面加固计算以首层柱6XC采用柱加大截面加固为例：概况：计算结果显示此柱轴压比为0.84,超过0.75的限值要求，需对其进 行柱加大截面加固，计算过程如下：此柱原尺寸为600X600,将此柱两边边各加大100mm,则加固后此柱尺寸为 800X600,对模型进行调整后复核计算。

10、结果显示该柱加大截面后轴压比为0. 63, 满足要求。同理可得其它加大截面加固的柱均满足要求。2、 柱包碳纤维箍加固计算以二层柱6XC采用柱包碳纤维箍加固为例：概况：根据软件分析复核计算结果可知，该柱加密区箍筋验算值为 320mm2/100mm,由鉴定报告可知，该柱实配加密区箍筋为252mm2/100mm, 故柱加密区箍筋配筋不满足计算要求，需对其进行外包碳纤维箍加固，计算过程 如下：采用3X0.167碳纤维箍对柱加密区进行加固，碳纤维箍面积为3X0.167X 100mm2/100mm=50.1 mm2/100mm , 等 代钢筋 面积为 50.1 X 1600 4-210mm2/l00mm=

11、381 mm2/l 00mm ,加固后箍筋加密区箍筋配筋为 252+381 =633mm2/100mm,大于验算值320mm2/100mm,满足箍筋计算要求。同理可得其它包碳纤维箍加固的柱均满足要求。3、 梁粘贴碳纤维布加固计算：以六层框架梁6 X C-E采用粘贴碳纤维布加固为例：梁截面为250X700,混凝土强度等级C30,跨中实配底筋为1389mm2。现 根据软件分析计算结果可知，跨中底筋验算值为1600mm2,故该梁跨中抗弯承载 力不满足要求，需对其进行粘贴碳纤维布加固，计算过程如下：粘贴纤维加固法受弯构件构件11、输入参数1）截面参数：截面宽度b=250mm截面高度h=700mm2）设

12、计内力：加固后弯矩设计值M = 302kN.m加固前初始弯矩标准值Mok=0kN.m3）材料参数：混凝土强度等级二C30复合材类型：单向织物（一级）原受拉钢筋强度fyo=300N/mm2原受压钢筋强度fyol=300N/mm24）配筋参数：复合材单层厚度tf=0.167mm;复合材层粘贴宽度bf=250mm;原受拉钢筋合力作用点到近边距离a=35mm原受拉钢筋面积Aso=1389mm2原受压钢筋合力作用点到近边距离al=35mm原受压钢筋面积Asol=0mm2钢筋排数=单排钢筋5)其它参数:构件重要性：重要构件；是否考虑二次受力：考虑；2、计算过程和结果正截面计算(见加固规范公式9233, 9

13、.4.4-1, 9.2.5)受压区高度x= 140.634 mm;界限相对受压区高度=274.313mm fo=0.000E+000, f=7.000E-003巾 f=(0.8* cu*h)/x- cu- fo)/ e f= 1.41取力f=lKm= 1.16-nf*Ef*tf/308000=0.9106Km=0.9,取 Km=0.9;Afe:二(ao*fc*b*x-fyo*Aso+fyol*Asol)/(2 f*ff)=53.79mm2Af:=Afe/Km=59.77mm2*计算完毕 *由上述计算结果可知，梁底粘贴碳纤维布所需截面积为59.77mm2,现采用 梁底粘贴2层250宽0.167厚的碳纤维布，2X250X0.167mm2=83.5mm2 59.77mm2,满足要求。同理可得其它粘贴碳纤维布加固的梁均满足要求。