¿Diseño de renovación estructural de edificios industriales de uno o varios pisos?
1 Introducción
En los últimos años, con el rápido desarrollo de la construcción en mi país, la contradicción entre la ocupación de los edificios y los recursos insuficientes de suelo se ha vuelto cada vez más evidente. Los edificios se han convertido en una mejor solución en la actualidad. En la renovación de edificios antiguos, debido a la influencia de muchos factores como el sitio, las funciones originales del edificio, los pisos adicionales, la estructura original, las especificaciones nuevas y antiguas, etc., en el diseño del proyecto de renovación, tanto las funciones verticales como las horizontales se han aumentado, lo que resulta en que la capacidad de carga de los miembros estructurales originales sea insuficiente, la rigidez general de la estructura es desigual. Al mismo tiempo, debido a los diferentes materiales y resistencias de los componentes nuevos y antiguos, la conexión de los componentes nuevos y antiguos también se ha convertido en una tecnología clave en la renovación de ingeniería.
2 Descripción general del proyecto
Este proyecto está ubicado en el distrito de Luwan, Shanghai. Es una fábrica de maquinaria construida a mediados de la década de 1980. El edificio original * * * tiene cuatro edificios individuales (en adelante denominados 1#, 2#, 3#, 4#). Actualmente, debido a las necesidades del Partido A, las cuatro unidades están conectadas en un todo a través de corredores con fines comerciales. El Edificio 2# y el Edificio 3# no cambiarán las funciones de uso de los edificios originales. Las funciones principales del edificio 1# y el Edificio 4# han sufrido cambios importantes y sus estructuras se han transformado en consecuencia.
El edificio n.° 1 era originalmente un edificio de fábrica con estructura de armazón de varios pisos, del cual el eje (1) ~ (7) tiene cuatro pisos, con alturas de piso de 8 m, 5,6 m, 5,1 m y 4,5 m. respectivamente de abajo hacia arriba. Hay tres pisos en el eje ⑺~⑽, con pisos de 13,6 metros, 5,1 metros y 4,5 metros respectivamente (el primer piso tiene 8,9 metros equipado con una grúa de 10 toneladas. La carga viva del diseño original de la estructura del piso es de 12KN/m2). . De acuerdo con las necesidades funcionales del edificio, se agrega un piso a una altura de 4,0 m a lo largo del eje (1)-(7), y otro piso a una altura de 2,95 m y 8,0 m a lo largo del eje (7)- (10) eje.
El edificio n.° 4 era originalmente un edificio de fábrica con estructura de bastidor de un solo piso con una altura de construcción de 20,4 m y una altura libre de 18,4 m. Hay una grúa de 10 toneladas en el edificio de la fábrica y dos soportes entre ellos. columnas. De acuerdo con las necesidades funcionales del edificio, el edificio original se ha transformado en un edificio de oficinas de cinco pisos con alturas de 2,8 m, 4,3 m, 4,2 m, 4,2 m y 2,8 m respectivamente. De acuerdo con la estructura original, el diseño ahora considera separarla de la estructura original y construir una nueva estructura de cuatro pisos en el edificio original.
3 Diseño de renovación de infraestructura
El diseño original del edificio n.° 1 utiliza cimientos de pilotes de 450 × 450, que tienen una gran capacidad de carga de diseño. Después del cálculo general, la estructura del entrepiso recién agregado puede cumplir con los requisitos del código existente, y la capacidad de carga de los cimientos y la deformación del asentamiento también pueden cumplir con los requisitos del código existente. Además, considerando que hay una plataforma exterior (garaje debajo de la plataforma) fuera del eje del Edificio 1 # (1~10), de acuerdo con los requisitos del edificio, la plataforma debe estar conectada al Edificio #1. En el diseño estructural, si las vigas de la capa de plataforma exterior están conectadas directamente a las columnas en el eje (1~10), tendrá un impacto en la estructura general del Edificio n.º 1 y también será perjudicial para la plataforma exterior. . En vista de esto, el diseño estructural consiste en agregar una fila de columnas del marco de la plataforma exterior en el eje (1 ~ 10) (sobre la plataforma de soporte de cimentación de pilotes original). Después del cálculo, la base de pilotes original tiene un gran margen y tiene poco impacto en la base original. Al mismo tiempo, se resuelve la contradicción anterior.
Los cimientos originales del Edificio 4 adoptan cimientos de tiras naturales. Dado que se construye una nueva estructura de cuatro pisos sobre el edificio original, si se utilizan cimientos naturales, el asentamiento de los cimientos no puede cumplir con los requisitos del código existente y tendrá un gran impacto en los cimientos originales. De acuerdo con el sitio de construcción y las condiciones económicas y técnicas, ahora se diseña una base compuesta de pilotes y balsas. Los pilotes son pilotes de anclaje de presión estática y se utiliza el método de construcción inverso durante la construcción, es decir, la construcción del pilote de anclaje se lleva a cabo después de que se completa la construcción de la balsa de cimentación y los dos pisos superiores. Esto no sólo puede acortar el período de construcción, sino también cumplir con los requisitos de diseño estructural, generando enormes beneficios económicos para todo el proyecto. La losa de la balsa del Edificio 4 tiene 500 mm de espesor, los pilotes de anclaje son de 250 × 250 y la longitud del pilote es de 20 m. Plano de planta. La estructura interna de cuatro pisos tiene una gran capacidad de carga y los bordes se ven afectados por el espacio estructural del edificio original. Por lo tanto, la capacidad de carga de punzonamiento de las columnas del borde de la balsa fue difícil de cumplir con los requisitos, y se agregó al diseño un refuerzo de resistencia a punzonamiento de la balsa.
4 Diseño de renovación de superestructura
4.11 #Refuerzo de la estructura del edificio
1 #El edificio era originalmente una fábrica de procesamiento mecánico. El diseño original era una estructura de marco. el suelo era móvil. La carga es grande (12KN/m2). Después de la identificación por parte de las unidades de prueba relevantes, el grado de resistencia del concreto de las columnas estructurales originales es C18, y se considera que la estructura original está diseñada de acuerdo con los requisitos de fortificación de 6 grados. Después de la renovación, deberá destinarse a edificio de oficinas. Ahora, de acuerdo con las necesidades de diseño funcional del edificio, se agrega un entrepiso y no se permiten columnas de concreto dentro de los 12 m de luz. Según la distribución funcional del edificio existente, para el cálculo general se utilizó la versión del software PKPM de marzo de 2006. Después del cálculo y análisis, se encontró que el desplazamiento, el refuerzo y la rigidez de la estructura original podían cumplir con los requisitos de la estructura modificada existente. Sin embargo, la estructura de la estructura original se diseñó de acuerdo con los requisitos de las regulaciones en ese momento. y no cumplió con los requisitos de las regulaciones existentes. Hay principalmente dos aspectos: primero, no hay un área de densidad de estribos en la columna original; segundo, no hay un área de densidad de estribos encima y debajo del entrepiso agregado; Por consideraciones económicas y técnicas, se utiliza acero adherido externamente para reforzar las columnas. Esto no solo puede cumplir con los requisitos estructurales, sino también con los requisitos de economía y economía.
El edificio #1 tiene un nuevo entrepiso. Debido a la gran luz (12 m), si se utiliza una estructura de hormigón, la sección de la viga será muy grande (se requiere una viga de al menos 1 m de altura). lo que afectará la altura neta del edificio y las columnas de hormigón originales. Es grande y difícil de conectar con la columna de hormigón original (se colocan una gran cantidad de refuerzos). El diseño actual adopta una estructura combinada de vigas de acero y placas de acero perfiladas-losas de piso de concreto fundidas in situ, con las vigas de acero articuladas a las columnas originales. De acuerdo con las especificaciones existentes, cuando se utiliza el método de anclaje posterior para conectarse a la columna de concreto original, el grado de resistencia del concreto debe ser superior a C20 (el concreto original se identifica como C18). En respuesta a esta situación real, se agregaron ménsulas de hormigón para conectar las vigas de acero a las columnas originales, y se utilizó acero adherido para reforzar las ménsulas y sus posiciones superior e inferior de 800 mm para mejorar su resistencia a la deformación sísmica.
4.24 #Refuerzo de la Estructura del Edificio
Debido a los requisitos de la fachada del edificio, la estructura original del Edificio 4 es una estructura de bastidor, y el diseño original del soporte entre las columnas tiene un impacto en las puertas y ventanas de la fachada del edificio. Si los soportes entre columnas se eliminan directamente, la estructura original se convertirá en un sistema estructural inestable. Considerando que la carga de la estructura original se reduce considerablemente (se elimina la grúa), y la carga longitudinal es principalmente el efecto sísmico causado por la carga del viento y su propio peso, se utilizará un sistema de estructura de marco en la estructura de mantenimiento, de modo que la estructura periférica original forma un sistema de disposición de marco, que puede tanto La estructura original forma un sistema estable como puede mejorar la resistencia a la deformación sísmica de la estructura periférica. La estructura de marco recién agregada se considera un edificio nuevo y se establecen juntas de deformación entre la parte nueva y la estructura original. Utilizando el software PKPM en marzo de 2006, el cálculo general mostró que la estructura de marco ahora diseñada puede cumplir con los requisitos de las especificaciones de estructura de edificio actuales. Teniendo en cuenta que el diseño estructural original solo se calculó en función de los requisitos de fortificación de 6 grados, las columnas originales se reforzaron con fibra de carbono en el diseño.
5 Conclusión
5.1 El diseño de refuerzo del edificio debe combinarse con la identificación sísmica, el refuerzo sísmico y el refuerzo de resistencia del edificio deben realizarse antes de agregar pisos.
5.2 El refuerzo estructural de los edificios debe combinarse con los requisitos funcionales del edificio, analizar exhaustivamente la economía de varios métodos de refuerzo y luego adoptar los métodos de refuerzo correspondientes.
5.3 Al reforzar el edificio original, se debe considerar completamente el procesamiento conjunto de diferentes materiales y se deben utilizar métodos de procesamiento estructural apropiados para los cálculos para garantizar la seguridad de la estructura general.
5.4 Antes de fortalecer el edificio original, se debe comprender la estabilidad y resistencia de toda la estructura desde la perspectiva de los conceptos estructurales, y luego se deben utilizar los métodos de refuerzo correspondientes y el software estructural para el análisis, y luego los correspondientes. se debe realizar el procesamiento.
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