建筑结构与力学基础第5章.

《建筑结构与力学基础》教学课件刘昭如庄艳编著第5章环境设计中常见的结构安全性能问题教学课件第1节原有建筑构件改动的可能性●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性对原有建筑构件进行改动的目的——通过对既有建筑物进行再设计和改造利用，调整既有建筑物的物质寿命及其功能寿命之间的平衡关系，达到和谐发展和有效持续利用的目标。第1节原有建筑构件改动的可能性改动主要针对的构件——建筑空间的分隔构件，如墙体、楼板等。改动时主要涉及的问题——●不破坏原有的承重结构；●不减弱建筑物的抗震能力。□在我国，建筑物结构系统可靠度的基准期一般规定为50年，但必须要在正常设计、施工、使用和维修的情况下才能够得以保证，如何在对其进行装修设计和改造利用时做到不破坏原有的结构系统，注意维系其可靠度，是需要放在第一位考虑的大问题。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性●对建筑物原有承重结构的判断；●原有建筑构件改动的可能性确认以下几方面的问题——●对墙承重结构建筑物中承重墙的判断；●对原有分隔构件改动可能性的判断。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性●对建筑物原有承重结构的判断——确认以下几方面的问题——□查阅原设计图纸；□现场通过正确区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱来将二者加以区分。●原有建筑构件改动的可能性●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性□区别特征1——构造柱两侧呈锯齿状（“马牙槎”），一般厚度与墙体相同，而骨架承重结构中的柱子截面较大，呈矩形或圆形并突出墙面。●现场区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱框架柱构造柱□区别特征2——墙体承重结构的圈梁是待墙体砌到楼板高度附近时与构造柱一起整浇的，截面高度小且“卧”在墙上；框架梁下的墙体为填充墙，去除粉刷面层后可观察到墙与梁之间有一皮斜砌的砖。●现场区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱圈梁框架梁□区别特征3——墙体承重结构的构造柱是设置在建筑物易于发生变形的部位，不存在明显的对位关系，而骨架承重结构建筑的柱子和梁对位关系清晰、规整。●现场区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱框架柱构造柱□注意区分墙体承重结构的构造柱以及骨架承重结构填充墙内所设置的构造柱，不能够仅凭墙内有构造柱就判断为墙体承重结构。●现场区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱填充墙内构造柱墙承重结构构造柱□有些墙体承重结构局部设有内框架，不能够仅凭结构梁、柱就判断建筑物为骨架承重结构。●现场区分骨架承重结构的梁、柱和墙体承重结构的圈梁、构造柱墙承重结构局部内框架●对建筑物原有承重结构的判断；确认以下几方面的问题——●对墙承重结构建筑物中承重墙的判断。□分析楼板的传力路线。□测量墙体的厚度：普通粘土砖砌筑的承重墙——最小厚度不得小于180mm；水泥砌块砌筑的承重墙——最小厚度不得小于190mm。●原有建筑构件改动的可能性●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性□预制板以及梁搁置端的墙体都是承重墙。●分析楼板的传力路线□现浇钢筋混凝土楼板按照单元的长宽比来判断楼板的传力路线。●分析楼板的传力路线●对建筑物原有承重结构的判断；确认以下几方面的问题——●对墙承重结构建筑物中承重墙的判断；●原有建筑构件改动的可能性●对原有分隔构件改动可能性的判断。□承重墙不得整体拆除：高层建筑的钢筋混凝土墙体，除承重作用外，通常还有抗侧力的作用，因此不能随意拆除或削弱；砌体墙承重建筑物的承重墙，洞口面积在六七度抗震设防时不宜大于墙面总面积的55%，在八九度时不宜大于墙面总面积的50%，且不应在梁搁置端的下方直接开洞，应在洞口上方设置过梁和在较大洞口的两侧做构造柱。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性□墙体部分拆除后，洞口上方的砖因失去了下部的支撑物容易垮塌，应设置过梁将原由拆除部分墙体传下去的荷载改由两侧的墙体承担。●砌体墙洞口的处理过梁多由钢筋混凝土材料或型钢制作，在两侧墙内应有一定的支承长度，6～8度抗震设防时不应小于240mm，9度时不应小于360mm。□超过2.1m以上的较大洞口，应在其两侧边缘浇筑构造柱。●砌体墙洞口的处理●对建筑物原有承重结构的判断；确认以下几方面的问题——●对墙承重结构建筑物中承重墙的判断；●原有建筑构件改动的可能性●对原有分隔构件改动可能性的判断。□承重墙不得整体拆除。□非承重墙拆除应不影响抗震设防的要求原先设计为抗震墙使用的墙体，不论其是否承重，均不能随意拆除。底层或底下一、二层为框架，上部结构均为砌体墙承重的多层建筑，其底部沿纵横两方向应设有一定数量的抗震墙，不能误将其当普通框架填充墙拆除。窗间墙等较短的墙段应保留规范规定的必要长度。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性●不能随意拆除原设计为抗震墙的墙体□根据《建筑抗震设计规范GB50011-2010》的规定，砌体墙承重体系的建筑物内，应有一定数量的横墙和纵墙，不论其是否承重，均作为抗震墙使用。其中，在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙，其累计长度不宜小于房屋总长度的60%（高宽比大于4的墙段不计入）；而抗震横墙的设置则应该满足下表的规定：房屋抗震横墙的间距（m）—111518底层或底部两层—同多层砌体房屋上部各层底部框架-抗震墙房屋—499木屋盖491111装配式钢筋混凝土楼、屋盖7111515现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖多层砌体房屋9876烈度房屋类型注：1多层砌体房屋的顶层，除木屋盖外的最大横墙间距应允许适当放宽，但应采取相应加强措施；2多孔砖抗震横墙厚度为190mm时，最大横墙间距应比表中数值减少3m●不能随意拆除原设计为抗震墙的墙体□规范要求，底部框架—抗震墙房屋中的砌体抗震墙，其施工应先砌墙后浇钢筋混凝土的框架梁、柱，因此在现场如果发现这类房屋中底部嵌砌于框架内的砌体墙与框架梁之间，不像右图所示的后加填充墙的做法一样，有一皮斜砌的砖，而是梁直接叠在砌体墙上的，就应该关注其是否属于砌体抗震墙。●窗间墙等较短的墙段应保留规范规定的必要长度□窗间墙等较短的墙段应保留的长度应该满足下表的规定：房屋的局部尺寸限值（m）2.01.51.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.01.0非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.51.21.01.0承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.51.21.01.0承重窗间墙最小宽度9度8度7度6度部位注：局部尺寸不足时，应采取局部加强措施弥补，且最小宽度不宜小于1/4层高和表列数据的80%●窗间墙等较短的墙段应保留规范规定的必要长度□房屋装修时经常发生完全拆除通往阳台等处的窗间墙的现象，是不符合相关规范的要求的。●对建筑物原有承重结构的判断；确认以下几方面的问题——●对墙承重结构建筑物中承重墙的判断；●原有建筑构件改动的可能性●对原有分隔构件改动可能性的判断。□承重墙不得整体拆除。□非承重墙拆除应不影响抗震设防的要求。钢筋混凝土现浇板凿开较大洞口会改变楼板剩余部分的受力情况，造成安全隐患。预制楼板可局部整块抽除，但大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%，而且不应在墙体的两侧同时开洞。□楼板不能随意打通。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性●楼板不能随意打通□现浇楼板原先配筋在截面下方以承担正弯矩，开洞后钢筋位置无法改变而楼板剩余部分变成了悬臂板，需要承担负弯矩，这样改造造成了安全隐患。第2节在既有建筑中增加构件的可能性在既有建筑中增加构件时应关注的问题——●新增构件位置的选择是否在原结构承载的适合范围内；●新增构件是否能够通过材料和构造的选择实现改造的目标；●新增构件与建筑物原有构件的连接是否有利于构件的稳定性以及建筑物的整体刚度。●第1节原有建筑构件改动的可能性●第2节在既有建筑中增加构件的可能性□因为梁的截面抗弯模量要优于楼板，隔墙砌在结构梁上承重一般没有问题。●新增构件位置和材料、构造的选择砌在楼板跨中的隔墙砌在结构梁上的隔墙□隔墙砌在楼板跨中，如果楼板是现浇板，则在楼层的层高不太高、楼板的厚度和承载能力又允许的情况下，加砌120mm厚度的砖砌隔墙一般可以允许。□如果楼板是预制多孔板，则在楼板跨中采用砖砌隔墙不合适。□使用轻钢龙骨、纸面石膏板覆面或是水泥复合轻质条板等轻质材料来取代砖砌体，可以有效降低隔墙的自重，实现在楼板跨中添加分隔构件的目标。●新增构件位置和材料、构造的选择设置在楼板跨中的轻隔墙□阳台板为悬臂板●新增构件位置和材料、构造的选择□阳台板为简支板□在新增构件之前，应对原有结构构件进行必要的受力状况分析。例如如在上左图的悬臂阳台板的外侧下方添加立柱，将改变板的受力情况，是不允许的。●实例分析一——上海“1933老场坊”□基本状况——●建造于上世纪早期的原远东地区最大的屠牲场，使用期已高达80年。●几十年来曾被挪作工厂、仓库和其他建筑的辅助用房等。●建筑物本身非常具有特色，无论是建筑空间的设计还是当时罕见的现浇钢筋混凝土以及无梁楼盖结构，都堪称经典。●实例分析一——上海“1933老场坊”□基本状况——●建造于上世纪早期的原远东地区最大的屠牲场，使用期已高达80年。●几十年来曾被挪作工厂、仓库和其它建筑的辅助用房等。●建筑物本身非常具有特色，无论是建筑空间的设计还是当时罕见的现浇钢筋混凝土以及无梁楼盖结构，都堪称经典。●实例分析一——上海“1933老场坊”□改造目标——●适应性再利用。●成为集商业、办公、餐饮等多项新功能在内的具有地标性作用的创意园区。●实例分析一——上海“1933老场坊”□改造过程——●首先对原有建筑进行结构检测和安全性能评估、结合新的使用功能进行重新设计、提出结构加固方案。●对结构破损的部分进行修复及必要的加固，并拆除了大部分原有的内隔墙，采用轻质隔墙、隔断来划分空间。●清除长期使用过程中在构件上所添加的种种表面处理，仅以水泥重新做出“素面朝天”的效果，并以明架安装管线，尽量减少吊顶等附加设施。●实例分析二——上海“新天地”□基本状况——●原来是一大片典型的老上海石库门住宅，归属历史性保护街区。●原有建筑多为由砖墙承重的二三层楼房以及少量木构穿斗式建筑。●实例分析二——上海“新天地”——砖墙承重木结构楼面住宅——穿斗式木构架构成示意□原有石库门住宅建筑结构类型。●实例分析二——上海“新天地”□改造目标——集商业和休闲娱乐等多种用途在内的公共活动空间。□关键问题——原有住宅结构体系与公共建筑空间贯通以及灵活分隔需求之间的矛盾。●实例分析二——上海“新天地”□解决方法一——对于砖墙承重的老房子，只保留其外墙，特别是带有石库门典型特征的进户院墙，在内部重新建造钢筋混凝土框架结构来代替原有的承重墙。●实例分析二——上海“新天地”□解决方法二——对于原来是穿斗式木构架承重的房子，条件许可、能拆墙的小心拆除；不能拆墙的将房子拆除后，其中一部分保存状况较为完好的构件经整修再用于重建的建筑中。