增加钢筋混凝土夹层对原工程结构的影响分析

练俊江，李蔚兴

（1.重庆北纬建设工程质量建设有限公司，重庆 401120；2.重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400015）

0 引言

建筑夹层结构施工工艺作为当今建筑施工技术中的重要组成部分，其发展及运用对建筑施工技术的发展有着重要的意义。在建筑市场迅猛发展的今天，随着技术进步、经济发展，以及人民生活水平的提高，对建筑结构质量的要求也随之提高[1]。诸多研究人员对建筑结构夹层施工进行相关研究[2-4]，但目前对于增加钢筋混凝土夹层结构后对原结构的整体影响研究仍较缺乏。本文基于重庆市南川区某小区住宅增加1层钢筋混凝土结构夹层对原结构的影响进行相关验算，以期为今后类似工程提供参考。

1 工程概况

1.1 夹层背景

重庆市南川区某小区住宅建筑为剪力墙结构，一单元为8层，建筑高度23.95m，建筑结构安全等级二级，设计使用年限50年，场地类别Ⅱ类，地震分组一组，抗震等级为四级。该建筑基础采用机械钻孔灌注桩，基础持力层为中等风化泥岩，中等风化泥岩饱和抗压强度标准值为5.0MPa。工程地基基础设计等级乙级。桩承台、桩、基础梁混凝土强度等级为C30。13号楼一单元主体结构墙、柱、梁、板混凝土强度等级为C30。吊1层层高5.6m，因功能改造需要，在吊1层中间增加钢筋混凝土夹层，如图1，2所示，需分析增加夹层对原结构影响。

图1 夹层改造区域

1.2 荷载信息

根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》，工程主要部位使用活荷载分别为：客厅、卧室、餐厅、厨房为2.0kN/m2，阳台、露台、卫生间为2.5kN/m2，楼梯间、楼梯平台、消防楼梯、前室及过道为3.5kN/m2，电梯机房为7.0kN/m2，基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为B类。

图2 住宅夹层改造平面布置

1.3 结构布置

结构布置及构件截面尺寸均按原设计图，基础采用机械成孔灌注桩基础，基础持力层为中风化泥岩，岩石的抗压强度标准值≥5.0MPa；混凝土强度等级按原设计均采用C30。

2 增加夹层计算基本信息

2.1 质量信息

本工程计算软件为SATWE V5.1.3版，楼层质量曲线如图3所示，全部楼层结构满足规范要求。

图3 楼层质量曲线

2.2 荷载信息

施加风荷载后计算不同楼层顺风向楼层剪力与弯矩，如图4所示。

图4 顺风向楼层内力计算曲线

2.3 立面规则性

多方向刚度比简图如图5所示，可知结构无侧向刚度不规则。

图5 多方向刚度比简图

3 增加夹层计算结果分析

3.1 抗震分析及调整

各地震方向参与振型的有效质量系数如表1所示，第1，2地震方向的有效质量系数分别为98.91%和96.40%，参与振型足够。

表1 各地震方向参与振型的有效质量系数

3.2 舒适度验算

经计算，本工程在顺风向风振加速度为0.055m/s2，横风向风振加速度为0.030m/s2。

3.3 抗倾覆和稳定验算

1）抗倾覆验算结果如表2所示。

表2 抗倾覆验算

2）整体稳定刚重比验算结果表明Ex的刚重比验算值为11.06，Ey的刚重比验算值为15.75，均大于1.40，满足整体稳定性水平。

4 结语

本文利用SATWE软件，对重庆市南川区某小区住宅结构分析增加1层钢筋混凝土结构对原本结构的影响，同时进行相关验算，最终将计算关键指标对照规范限值，发现增加此夹层后各指标均满足安全要求，可进行相应施工建造，其结果也为今后类似工程提供参考。