摘要:如何全面的、科学的、客观的对医院建筑的加固方式进行选择关系到医院建筑的结构安全、建筑安全,从而影响了医护人员的工作环境和患者的就医条件,是社会十分关心的问题。本论文首先总结了一般建筑结构的加固方法及其分别的适用范围、施工特点和施工要点;然后根据医院建筑工程的特点阐述了医院建筑结构加固方式的选择要点;最后以北京医院信息机房加固改造工程为例,简述了医院建筑结构加固的流程和加固方式的选择。
关键词:医院建筑 结构加固 方式探讨
引言:
医院建筑不仅关系到医疗服务的质量,医护人员的工作环境,更关系到就诊患者的身体健康。医院建筑的安全性由于其功能的特殊性以及服务对象的复杂性,导致其相对于一般建筑具有更加重要的意义。医院建筑的加固关系到医院建筑的结构安全,如何全面的、科学的、客观的对医院建筑的加固方式进行选择已经成为了全社会十分关心的问题。
一、建筑结构加固方法
1、外包钢法(干式与湿式):
适用范围:受空间限制的构件且需大幅提高承载力的混凝土构件;无防护的情况下,环境温度不宜高于60℃。施工特点:施工工艺简单、受力可靠、现场作业时间短、对影响空间较小、用钢量较大。施工要点:加固前的卸荷处理、安装型钢构件、填缝处理。
2、粘钢(碳纤维)法:
适用范围:承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。施工特点:施工工艺简便,快速快;现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业;对空间无影响。施工要点:被粘混凝土和钢板表面的处理; 卸载、涂胶粘剂、粘贴及固化。
3、加大截面法:
适用范围:梁、板、柱、墙等一般构件。施工特点:施工工艺简单;适应性强;现场湿作业时间长;影响空间。施工要点:加固前的卸荷处理;连接处的表面处理;新增层施工。
4、预应力法:
适用范围:大跨度或重型结构的加固;处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固;无防护的情况下,环境温度不宜高于60℃;不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。施工特点:施工工艺简便;能有效降低构件的应力;提高结构整体承载力、刚度及抗裂性;对空间的影响较小。施工要点:在需加固的受拉区段外面补加附应力筋;张拉预应力筋,并将其锚固在梁(板)的两端。
5、改变结构传力途径法:
适用范围:净空不受限的梁、板、桁架等构件。施工特点:施工工艺简便;能有效降低构件的应力;能减少构件变形。施工要点:确定有效传力途径;增设支承或托架。
6、置换混凝土加固法:
适用范围:受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等构件。施工特点:施工工艺简单;适应性强;现场湿作业时间长;不影响空间。施工要点:加固前的卸荷处理;去薄弱混凝土层及表面处理;浇筑新层。
7、其它加固法:
适用范围:用于增强单层厂房或多层框架的空间刚度,提高抗震能力。施工特点:通过增设支撑体系或剪力墙增加结构的刚度,改变结构的刚度比值,调整原结构的内力,改善结
构构件的受力状况。施工要点:通过力学分析,增设相应构件,改变结构的刚度,调整内力,从而起到加固作用。
二、医院建筑结构加固方式的选择
1、医院是人们出生、治病、养老和救死扶伤的主要公共场所,它所承载的服务对象是患者,相对于其他类型的建筑,医院的建筑结构安全更加重要。所以需要选择切实有效、效果显著的加固方式。
2、医院大型的核磁共振设备、CT设备、计算机中控机房等设备间繁多,这造成了医院建筑加固工程非常频繁。所以需要选择几种简单、可行的方式来满足医院特殊的、频繁使用需求。
3、一般情况下需要边开诊边施工;或者临时周转开诊的区域,造成允许的施工工期极短,一般只有一两天的时间。所以需要选择操作简便、施工时间可控、工期较短的加固方式。
4、医院洁净程度要求较高,需要尽量减少湿作业的方式。所以尽量不选择湿作业的加固方式。
三、医院建筑结构加固应用实例
北京医院是北京三级甲等综合医院。北京医院信息机房位于北京医院医技楼第九层,医技楼建于 1984 年,结构体系为框剪结构。由于功能需求,拟对第九层原有办公区改造为信息机房,导致楼面荷载发生变化,为了保证结构安全,需进行抗震加固。第九层层高为 3.50m,楼板为底部 60mm 厚预制楼板和上部 120mm 厚现浇板的组合楼板,预制板沿横向布置,在梁上的支承长度为 20mm;个别楼板为180mm 厚的现浇楼板;梁、板、柱及墙混凝土设计强度为 C30。按照北京医院提供的改造方案以及《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008),计算的楼板自重以外的恒载约为 2.4kN/m2,防静电架空活动地板自重为 1.11 kN/m2,主机房活荷载取为 10.0kN/m2, UPS 电池室活荷载取为 16.0kN/m2, 网控室活荷载取为 6.0kN/m2;根据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)规定, 该建筑为重点设防类(简称乙类)建筑,抗震设防烈度为 8 度。根据现场实测情况、原设计图纸情况,按照设备下设置钢梁的方式对该建筑结构楼面梁进行了承载力验算,验算结果表明,改造部分的框架梁和次梁承载力不能满足使用功能要求,需要进行适当的加固改造。
1、混凝土强度检测
混凝土强度检测采用回弹法,遵守《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)的规定,构件混凝土强度回弹检测结果见表 3-1,混凝土碳化深度约为 3mm。构件混凝土强度检测结果推定强度:C31.4~C32.9。
2、楼面结构承载力验算
根据该建筑物的实际情况,依据主体结构材料的强度、原有设计图纸及改造方案,对结构进行承载力验算,以确定结构能否满足使用要求。采用结构软件PKPM-JDJG(2010 版)建立结构模型及计算分析,在此基础上验算的框架梁承载力验算:L(B-3-4)、L(C-2-5)、L(D-3-5)、L(E-2-5)、L(2-C-D)、L(3-B-E)、L(4-B-E)抗剪不满足;L(5-C-E)抗剪满足。
3、加固方式的选择
①对超筋的梁采用加大截面方法进行加固;适当增大预制板的支承长度。
②对其余不满足承载力要求的梁采用角钢套方法进行加固,表面喷射 30mm 后双组份一级聚合物砂浆;
③适当调整机器平面布置,在机器下增设钢梁,如有必要,对楼板采用钢绞线网-聚合物砂浆进行加固;
④考虑预制板在梁上的支承长度较小,新增设备较重,因此在设备荷载下(在板底或利用网络机房架空地板的高度空间)增设型钢梁。
图3.3.1北京医院信息机房加固前情况汇总图
图3.3.2北京医院信息机房加固后照片
参考文献
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