某文物建筑结构加固方案说明.docx

第一章 加固原则和依据根据建筑法第56条、第83条规定，文物建筑维修工程应“依照文物保护的有关法律规定执行”。为了确立此次维修工程结构加固的基本原则，我们会同建设方向上海市文物管理委员会作了专门汇报。由于田径场、体育馆和游泳池此次仅从保护文物建筑的角度进行修缮性加固，维修后的使用功能、结构布置均无大的改变，文管委根据文物保护法规定提出本次结构加固设计应以清除安全隐患，恢复原结构稳定状态并尽可能提高原建筑结构安全程度为前提，如涉及抗震规范应按文物保护法规定的“不改变文物原状的原则”执行。根据检测报告描述，田径场、游泳池和体育馆的地基基础均处于安全稳定状态，且使用功能及荷载没有大的改变，因此地基基础不在本次加固范围内。我们分别按抗震和不抗震两种情况对田径场、游泳池和体育馆的上部结构进行了结构复算，计算结果显示，在抗震即考虑地震力计算时原结构主要存在以下几点不足：一. 层间位移严重不足，以体育馆为例，底层Y向层间位移比例达1/368，远大于规范限值1/550。二. 梁、柱配筋基本不足，并存在很多梁、柱超筋严重；三. 梁、柱加密区箍筋基本不满足结构要求，非加密区箍筋间距也偏大；四. 根据存档原始图纸记载并结合现场检测，由于原设计时间为上世纪三十年代，其设计方法和现行规范要求相去甚远，构造大都不能满足现行规范要求。从以上计算结果分析可以看出，如果按照全面抗震原则来进行加固，除节点区域很难加固外，梁柱大都需要加大截面而对一些重要的立面、构造产生难以恢复的影响，而且在加固的过程中势必对原有结构“伤筋动骨” ，在某种程度上不利于文物建筑的保护。综合不考虑地震力的计算结果和现场勘察情况，我们认为文物建筑作为一个使用时间长达七十多年的文物保护建筑，其使用功能一直延续至今，在正常的使用荷载作用下其整体安全性是有保证的。但是因为缺少正常维护，结构上也存在一些安全隐患，如少数构件强度不足、混凝土保护层碳化、混凝土剥落及钢筋锈蚀等。我们在此次修缮加固工作中的重点就是彻底根除这些隐患，恢复整体结构的安全使用状态并有所提高，具体来说包括以下措施：一. 梁、柱等混凝土构件表面涂刷混凝土保护液以恢复混凝土强碱环境；二. 混凝土剥落及钢筋锈蚀全面修复；三. 结构构件表面裂缝进行修补；四. 对于在正常使用荷载计算下强度不足的混凝土构件进行加固；五. 钢构件除锈加固；六. 填充墙与混凝土梁柱无拉结，采用单面钢筋网砂浆层进行加固；七. 拆除原有砌体内隔墙，根据新的使用功能布置新的轻质隔墙，在一定程度上减轻结构负荷。第三章 加固设计一结构概况上海文物建筑由九层前楼和四层后楼两部分组成，前后楼间通过过道及楼梯间相连，主要采用钢筋混凝土框架结构承重体系，后楼后期加建第四层办公室为砌体结构承重。二加固方案1 混凝土碳化修复根据检测报告，构件混凝土碳化深度普遍达到保护层深度。为防止进一步碳化，应在关键部位混凝土表面涂刷混凝土保护液，以恢复混凝土的强碱性环境，以阻止钢筋锈蚀。2 混凝土剥落及钢筋锈蚀修复部分构件混凝土保护层局部疏松剥落，应人工将剥落保护层清除干净后采用修补砂浆修补。局部区域构件混凝土剥落，钢筋暴露并严重锈蚀，应将表面疏松的混凝土清除干净，对钢筋除锈后表面涂刷阻锈剂，并在混凝土表面涂刷界面剂，然后用高强度修补砂浆填补。修补砂浆强度不低于M35。3 裂缝修补a、裂缝宽度小于0.3mm时，为了满足使用要求，当裂缝浅而细且条数很多时，宜用环氧树脂浆液和水泥浆液进行表面封闭；当裂缝细而深时，宜用甲基丙烯酸酯类浆液或低粘度环氧树脂浆液灌注。b、裂缝宽度大于或等于0.3mm时，宜用环氧树脂浆液灌注。c、当裂缝宽度大于1.0mm时，可用微膨胀水泥浆液修补。修补前，应在裂缝表面内涂刷一层水泥浆界面剂。d、对于大面积缺陷、蜂窝、孔洞等，宜采用1：2水泥砂浆或C20级的细石混凝土进行修补。为保证新混凝土与原结构的可靠结合，可将缺陷周围先凿毛，清理干净，并涂刷一层水泥砂浆界面剂。4 混凝土构件加固a对于计算超筋的梁柱构件应采用加大截面法进行加固，为了尽量减小对建筑立面的影响，部分柱可采用单侧或三侧加大截面的方法进行加固以使柱加大截面后不凸出主要立面。梁、柱加大截面法加固新浇混凝土强度等级均采用C25。b对于计算配筋不足的梁柱构件采用粘贴碳纤维材料的方法进行加固。柱纵向、梁底、梁顶碳纤维加固采用碳纤维板材，厚度1.3mm，宽度为50mm。梁侧U型箍及混凝土柱碳纤维环向加固采用200g碳纤维织物，厚度为0.11mm。粘结剂采用相应配套粘结剂。碳纤维材料弹性模量Ef应大于2.1105N/mm2，极限拉应变应大于0.02。c对于计算配筋不足或楼板钢筋间距过大的楼板采用粘贴碳纤维布的方法进行加固。楼板板顶、板底碳纤维加固采用200g碳纤维织物，厚度为0.11mm。粘结剂采用相应配套粘结剂。碳纤维材料弹性模量Ef应大于2.1105 N/mm2 ，极限拉应变应大于0.02。5 钢构件除锈加固a.部分钢架构件平面外整体稳定不满足要求可采用增设支撑系杆减小构件平面外计算长度的方法进行加固。b.钢构件表面应统一进行除锈、防腐及防火处理。c.少数钢构件截面削弱或明显变形扭曲应进行替换处理。计算强度不足的可采用焊接加大钢结构截面的方法进行加固。1混凝土结构设计