五洲大酒店改造工程ppt课件.ppt

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1、五洲大酒店改扩建工程结构设计北京市建筑设计研究院2004.11.12随着我国经济建设的飞速发展，人民生活水平的不断提高，许多早期的建筑物从功能上和抗震性能方面已经不能满足现阶段的要求，建筑物进行结构加固改造在目前越来越普遍。建筑物加固改造主要分为两类：1.原有旧建筑进行抗震加固；2.由于建筑使用功能的改变进行的结构加固。随着建筑科学技术的发展，结构加固技术也有了很大的进步。主要表现在钢筋后锚固技术；粘钢加固技术；碳纤维加固技术；体外预应力加固技术等。下面主要结合北京五洲大酒店东楼改扩建工程的实例，重点介绍利用预应力技术对结构进行拆柱托换梁

2、改造的情况，以期为今后此类工程的加固改造设计提供可借鉴的经验。1前言北京五洲大酒店为亚运会工程，1987年由北京市建筑设计研究院完成设计，1989年投入使用至今。本次改扩建工程分为新建地下停车库；裙房部分扩建及改造；主楼改造三个部分。主楼部分原设计为地下二层，地上十八层，采用局部框支剪力墙结构体系。此次改造是由于业主及建筑使用功能的要求，需拆除原结构中首二层八根框支中柱，形成二层高的新门厅大堂，从而提高五洲大酒店形象及服务空间环境质量。北京五洲大酒店原建筑首层平面与改造后的建筑首层平面如图1,图2所示。2工程概况图1五洲大酒店东楼改造前首

3、层平面图2五洲大酒店东楼改造后首层平面3.1结构改造加固设计方案在确定结构改造设计方案时，有两种选择：一是“先拆除后加固”；二是“先加固后拆除”。两种方案都考虑利用二层以上的设备层做框支梁进行结构转换，并将边柱截面加大。首二层及设备层结构平面如图3-5所示。3结构设计图3五洲大酒店首层结构平面图4五洲大酒店二层结构平面图5五洲大酒店设备层结构平面采用第一种方案时，先对原结构进行加固至二层，然后从基础底板开始至二层结构顶部梁底，架设大型结构支撑，先拆除中柱，并利用千斤顶对原结构进行卸载，在结构加固改造完成以后，再逐步拆除结构支撑，将上部荷载缓缓

4、地传递给新加固结构。此方案的优点是：新加固结构受力明确，二次拆除方便；缺点是对结构支撑的要求较高，风险性较大，费用高，施工速度慢，难度较大。采用第二种方案时，先对原结构进行加固，在改造完成以后，再开始拆除中柱，通过控制拆除进度，将上部荷载缓缓地传递给新加固结构。本方案的优点是：不需要设置大型结构支撑，施工速度快，难度较小，安全度较高，缺点是结构拆除难度大。3.1结构改造加固设计方案综合以上两个方案的优缺点，本工程的结构加固改造设计方案，采用“先加固后拆除”的设计方案。方案中既考虑了满足上部垂直荷载的要求，同时又保证结构加固改造后，整个建筑物的抗震

5、能力不能降低，且必须符合现行国家设计规范。为能有效地将上部荷载传递给新加固结构，在设计构造上采取措施确保新老结构的共同工作；同时为了最大限度地减小新加固结构框支梁的变形，在后加固梁中设置后张有粘结预应力钢筋，目的之一能减小梁的变形，二是能对大梁进行卸载，确保在原有结构中柱拆除后，新加固结构框支梁的变形不会影响上部结构的安全。3.1结构改造加固设计方案本工程结构整体计算采用了中国建研院编制的TAT三维空间结构计算软件进行计算，框支部分采用了中国建研院编制的FEQ有限元结构计算软件，对单榀结构进行分析。改造前后单榀结构计算简图如图6-7所示。为进行对比分

6、析，对加固前和加固后的结构分别进行了整体计算，根据计算分析结果，自振周期和层间位移均相差很小，结构加固前T=0.87s,dx/h=1/2300,加固后T=0.88s,dx/h=1/2250,说明建筑物整体的抗震能力基本没有降低，这可能是由于进行结构改造为局部，同时又采取了加强措施，因此对整体结构影响不大。同时，为确保结构计算的准确性又采用了SAP90有限元结构计算软件对单榀结构进行计算分析，并结合这三个方面的计算分析结果进行结构设计，同时考虑大梁变形对上部结构的影响。3.2结构计算图6改造前剖面大样图7改造后剖面大样3.3.1框支柱的加固设计框支柱加

7、固从基础底板开始，采用加大柱截面法，柱截面尺寸为1200x2050，如图8所示。加固柱钢筋采用机械钻孔，结构胶植筋，锚入箱型基础底板。原结构柱截面尺寸为D=1000mm，剔凿成矩形截面，一是方便加固柱钢筋能够顺利通过，二是能够使后加固结构对原结构柱形成环箍效应，提高原结构柱的承载能力。为提高加固柱的抗震性能，另在加固柱内设置芯柱，原结构柱剔凿成矩形截面后，外包钢板箍，通过以上方法来提高原结构柱的承载能力及其后加固柱的延性，框支柱加固至地上设备层顶板止。3.3结构构件设计图8柱加固改造大样3.3.2框支梁的加固设计1.预应力框支梁结构计算根据单

8、榀结构计算分析结果，框支梁采用部分预应力，根据荷载平衡法选择合理的预应力筋线型和预加力，由于本工程是加固改造