某框架支撑结构拆除斜撑改造设计

某框架支撑结构拆除斜撑改造设计

摘要：针对北京市某售楼处，从结构传力途径、抗震变形验算、抗震承载力核算及施工技术要求等几方面进行加固改造设计，改造后结构受力更加合理，抗震性能更加良好。

关键词：斜支撑；抗震加固；转换梁托梁；框架支撑

中图分类号：tu746.3 文献标识码： a 文章编号：1671-3362（2013）05-0097-02

1 结构现状和概况

北京市某售楼处建造于2004年，地下一层，地上两层，房屋总建筑面积5100㎡。按北京市抗震设防烈度8度设计，地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为iii类。房屋总长68.0m，宽25.0m、总高10.9m。层高：一层为5.4m，二层为5.5m。地下一层采用混凝土结构，地上两层为钢框架支撑结构，框架柱采用钢管混凝土柱，框架梁采用钢梁，支撑采用钢支撑，楼屋面板为压型钢板混凝土组合板，基础采用筏板基础。

地下一层原为车库，现功能不变；一层二层原功能为售楼处，现改为超市。由于房屋中间5-6-b-c区域附近用斜支撑作为竖向传力构件，作为超市使用，有诸多不便。建设方决定拆除斜撑，满足超市使用功能上的要求。

2 改造方案-转换梁托梁去斜撑方案

在确定改造方案之前，首先对房屋现状进行了现场调查及检测。该楼现状良好，未发现有结构上的明显缺陷，房屋钢构件及混凝土

强度等级满足原设计要求。

该建筑一层和二层在横纵轴线相交处5-b轴、5-c轴、6-b轴及6-c轴位置没有结构柱，荷载通过5-6-b-c区域外围四根钢梁传递给斜撑，斜向支撑再向下传递（具体见图1和图2和图4），在地下一层顶，各支撑汇聚于一点，即横纵轴线相交处（具体见图4），将上部结构荷载传递给地下一层的框架柱，传力途径较为复杂。拆除斜撑后，上述四根钢梁荷载无法向下传递，因此须沿5-a-d轴，6-a-d 轴，4-7-b轴及4-7-c轴，增加转换梁，承担次梁传来荷载，同时在一层和二层5-b轴、5-c轴、6-b轴及6-c轴位置，增加框架柱，与转换钢梁连接（具体见图3），转换梁将荷载传给新增框架柱，框架柱将荷载传递给地下一层柱，再传给基础。

改造后，原结构传力途径改变，结构需进行抗震验算。主要包含以下两个方面内容。a、对整体结构进行抗震变形验算，如不满足要求，需增大结构抗侧刚度；b、对所有梁柱构件进行抗震承载力验算，如不满足要求，需进行加固；

3 改造后结构抗震验算

按照上述方案拆除斜撑后，该结构体系变为框架结构。由于框架柱为钢管混凝土柱，结构的弹性层间位移角按混凝土结构限值

1/550考虑；从表2可以看出纯框架结构不满足抗震变形要求，需增大结构抗侧刚度。加大框架柱截面或增加钢支撑，均可提高结构的抗侧刚度及。但加大柱截面尺寸，需对多根框架柱进行加固，焊接量较大，易对原结构柱造成损伤。增加支撑则抗震效果明显且工

程量较小，又能减少对原结构的破坏，较为合适。

新增主要构件尺寸见下表。

4 改造前后两种结构形式比较

该建筑原有功能为售楼处，建筑中间位置4-5-b-c附近区域为售楼处样板间，基于装修造型需要，其墙体需做成斜墙，原结构斜撑即作为斜墙的骨架，斜撑既承担竖向荷载，也承担水平地震作用，斜撑未与主梁和柱直接连接，而是与次梁直接连接，不能与框架柱和框架梁协同受力，成为结构的薄弱处。地震发生后，斜撑首先会被破坏，由于此处没有框架柱，会带来很大安全隐患。改造后的框架支撑结构，整齐规则，结构传力途径简单明确，框架柱与框架梁组成双向完整结构体系，作为整体共同受力，提高了结构的安全度；新增支撑布置在结构周围，提高了结构的整体抗侧刚度。在楼层中间位置楼梯间处布置支撑，既提高了楼梯间的安全度，也确保了建筑中部的抗震承载力，使整体结构无薄弱处。此外新增支撑仅承担水平地震作用，不承担竖向荷载，功能更加合理，安全储备也得到提高。

5 施工要求

对抗震加固及改造工程施工，应严格控制施工质量以保证新旧结构共同工作，对本工程的施工，因钢结构焊接量较大，焊缝质量必须严格满足规范要求，严禁对原结构构件造成损伤。具体施工顺序如下：

a应先按设计要求增加钢柱和钢梁，按图纸加固钢梁；

b拆除二层支撑，仔细监测钢梁及楼板的变形，观测三日无变形后，进行下步工作；

c拆除一层支撑；仔细监测钢梁及楼板的变形，观测三日无变形后，拆除完成；

d改造完成后，监测一月左右，没有变形后方可进行建筑装修。

6 结语

在房屋改造设计中，加固改造方案的确定对结构影响至关重要，而抗震措施也应予以充分重视。在最大限度满足建筑使用功能的前提下，本着“安全可靠、经济合理、施工简便”的原则，结合工程具体情况，制定可靠易行的结构方案和构造措施。

本工程自改造完成并投入使用至今已数年，所有构件在新荷载作用下工作状态正常。实践证明，加固合理有效，达到设计预期效果。参考文献

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（编辑：蒋东旭）