小学教学楼抗震加固设计计算书

小学教学楼抗震加固设计计算书目录TOC\o"1-3"\h\u一、工程概况 小学教学楼抗震加固设计一、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，建筑物外墙为瓷砖饰面，内墙为抹灰层饰面，楼地面铺地砖，装木门、铝合金窗。房屋结构高度为22.00m，首层层高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》（GBJ50292-2015），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。2、抗震承载力验算结果表明：首层2~9×B~E轴范围框架柱、二层2~9×C~E轴范围框架柱与7×B轴柱、三层2×C、6×C、8×C、9×C、9×E、7×E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进行荷载取值，按现行规范要求进行复核计算，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》（JGJ147－2016）（9）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）2015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、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-13~JG-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/m2、走廊：3.5kN/m2、楼梯：3.5kN/m2、卫生间：2.5kN/m2、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）砼强度取值（取值依据《鉴定报告待定》）待定梁板：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、结构模型计算信息结构模型信息（见附件一）；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：部分框架柱轴压比超限；部分框架柱箍筋配筋不满足要求；部分框架梁承载力不满足要求。4、加固设计原则对轴压比超限的柱，采用柱加大截面的方法进行加固；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；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、构件加固计算柱加大截面加固计算以首层柱6×C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600×600，将此柱两边边各加大100mm，则加固后此柱尺寸为800×600，对模型进行调整后复核计算。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。柱包碳纤维箍加固计算以二层柱6×C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3×0.167碳纤维箍对柱加密区进行加固，碳纤维箍面积为3×0.167×100mm2/100mm=50.1mm2/100mm，等代钢筋面积为50.1×1600÷210mm2/100mm=381mm2/100mm，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。梁粘贴碳纤维布加固计算：以六层框架梁6×C~E采用粘贴碳纤维布加固为例：梁截面为250×700，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=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fyo1=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a1=35mm原受压钢筋面积Aso1=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9.2.3～3，9.4.4-1，9.2.5)受压区高度x=140.634mm;界限相对受压区高度=274.313mmεfo=0.000E+000,εf=7.000E-003ψf=((0.8*εcu*h)/x-εcu-εfo)/εf=1.41取ψf=1Km=1.16-nf*Ef*tf/308000=0.9106Km>=0.9，取Km=0.9;Afe:=(ao*fc*b*x-fyo*Aso+fyo1*Aso