上海某老式洋房大楼临时支撑加固方案(附示意图)

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1、上海市优秀历史建筑北苏州路470号大楼（原上海总商会）临时支撑加固方案同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司Architectural Design & Research Institute of Tongji University (Group) Co.,Ltd.2011年10月24日星期一目 录一、工程概况1二、设计依据及思路22.1 设计依据22.2 设计思路2三、房屋结构受力计算33.1计算条件43.2考虑原结构基础沉降后计算结果53.3分析结论13四、临时支撑方案134.1 临时支撑体系选型及计算164.3 临时支撑布置原则20五、应急措施205.1 毗邻基坑开挖工程应急措施205.

2、2 房屋结构应急措施20六、房屋整体抗震加固22附图北苏州路470号大楼（原上海总商会）临时支撑加固方案一、工程概况上海总商会大楼位于北苏州路470号，为一幢建于1913年的巴洛克式老式洋房大楼，属于上海市第三批公布的优秀历史建筑。上海总商会大楼建筑平面呈“L”形，东西向长34.870m，南北向长45.370m，原为三层，后上海市电子元件研究所在使用期间在三层以上加建一层，形成目前的四层房屋，总建筑面积约为4353m2。加层改建后房屋主要用作办公用途。大楼底层层高为3.300m，二四层层高均为4.800m，四层屋面以上多处设有临时搭建简易用房，房屋总建筑高度为17.700m。上海总商会大楼，房

3、屋原三层部分采用砖墙、钢梁、木搁栅、钢屋架等共同承重的混合结构；增建四层部分采用砖墙、混凝土柱及混凝土梁板等共同承重的砖混结构，且在增建改造过程中，将房屋原屋面改造为现浇混凝土楼面（即现四层楼面）。房屋现有屋面以上还搭建有较多简易用房，多数采用砖混结构。房屋底层三层承重砖墙均采用青砖和石灰粘土砂浆砌筑，砖墙厚主要为370mm或490mm，少数砖墙厚610mm，底层和二层局部设有突出墙面的扶壁柱。房屋二、三层楼面主要采用钢梁、木搁栅承重的楼盖，局部采用钢梁、现浇混凝土板承重的楼盖；局部现浇混凝土板厚为80100mm。屋面采用钢屋架承重，屋架跨度为18.900m、高7.000m。房屋四层为增建部分

4、，增建过程中还对原屋面（即现四层楼面）采用钢筋混凝土梁板进行了改造。增建四层各承重砖墙采用红色粘土砖和混合砂浆砌筑，墙厚为240mm。屋面结构采用现浇钢筋混凝土梁板承重，屋面现浇板厚为150mm。根据同济大学房屋质量检测站提供的北苏州路470号大楼（原上海总商会）房屋质量检测评定报告（沪房鉴（003）证字第2010 08 131 号）（以下简称为检测报告），该大楼外墙面开裂，目前受相邻地铁施工的影响，房屋整体沉降尚未趋于稳定，且局部墙面裂缝仍有发展。为了确保大楼在相邻建筑施工过程中的稳定性，本方案对原房屋大楼采用局部新增临时支撑进行加固。二、设计依据及思路2.1 设计依据（1）业主方提供的有关

5、原房屋沉降的计算资料；（2）国家标准建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）；（3）国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）；（4）国家标准混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；（5）国家标准钢结构设计规范（GB50017-2003）；（6）国家标准砌体结构设计规范（GB50003-2001）；（7）国家标准木结构设计规范（GB50005-2003）；（8）国家标准混凝土结构加固设计规范(GB50367-2006)；（9）上海市工程建设标准现有建筑抗震鉴定与加固规程（DGJ08-81-2000）；（10）上海市历史文化风貌区和优秀历史建筑保护

6、条例（11）同济大学房屋质量检测站提供的北苏州路470号大楼（原上海总商会）房屋质量检测评定报告（沪房鉴（003）证字第2010 08 131 号）。2.2 设计思路上海总商会大楼属于上海市第三批公布的优秀历史建筑，根据上海市历史文化风貌区和优秀历史建筑保护条例（以下简称保护条例）规定，本方案在对该建筑进行临时支撑加固设计时，在确保结构安全的情况下着重考虑了现有建筑的保护。1、重点保护内容根据保护条例规定，本建筑的立面和结构体系不得改变。主楼南立面、总商会大门为外部重点保护部位，入口门厅、跑马廊以及其他原有特色装饰为内部重点保护部位。对于重点保护部位应严格按照原式样、原材质、原工艺进行修缮。2

7、、设计思路根据上海总商会大楼所处的复杂工程环境，以及业主方提供的有关本大楼在毗邻基坑开挖工程完成后房屋沉降的计算资料，本方案采用局部新增临时支撑对大楼结构进行加固设计，以确保大楼结构在毗邻建筑基坑开挖施工过程中处于安全稳定的状态。具体加固设计思路如下：临时支撑加固设计流程图三、房屋结构受力计算根据业主方提供的关于本房屋在毗邻基坑施工完成后可能出现的最大沉降量值，本方案分别对房屋结构沉降前后的受力情况进行分析，并通过计算分析结果选取相应的临时加固支撑体系。3.1计算条件目前，根据业主方提供的相关房屋资料，与该大楼相邻区域欲进行深基坑开挖，且在基坑开挖施工前计划对大楼采用地下连续墙围护结构。具体各

8、施工区域划分如下图所示：施工区域划分示意图具体计算条件为：1、基坑围护地下连续墙厚1.0m，深35.0m；施工分区2开挖深度为16.4m，施工分区3开挖深度为14.7m。基坑开挖顺序为分区2先挖，分区3后挖。2、施工分区2、3基坑围护结构距总商会大楼最小距离均为5.0m。3、基坑分区2、3施工完成后，上海总商会基础结构累计最大沉降量为27.4mm，倾斜率为0.333。3.2考虑原结构基础沉降后计算结果1、墙体受压承载力复核2、墙体受剪承载力复核选取上海总商会大楼毗邻基坑一侧的墙体对其抗剪承载力进行复核验算。通过大楼各层剪力设计图可知，在大楼底层毗邻基坑一侧墙体的最大值为656.7kN。根据现行

9、国家标准砌体结构设计规范（GB50003-2001）第5.5.1条对该处墙体的受剪承载力验算如下： kN 656.7 kN故，上海总商会大楼毗邻基坑一侧的墙体在受到基坑开挖影响而基础产生沉降后，其受剪承载力是满足要求的。3.3分析结论通过上述对上海总商会大楼上部结构内力的计算分析，在考虑基坑分区2、3施工完成后，上海总商会基础结构存在27.4mm沉降量的情况下，上海总商会大楼整体结构是处于安全的。考虑到在基坑开挖过程中存在着一些不可控因素，为了确保上海总商会大楼结构安全可靠，故本方案考虑采用临时性支撑加固方案对大楼进行临时支护，并在基坑开挖过程中对基坑围护结构及上海总商会大楼基础和上部结构做好

10、实时监测工作。四、临时支撑方案根据我司设计人员现场查看结果及检测报告结论，大楼多数外墙存在裂缝，局部窗角位置裂缝开裂较为严重。具体如下图所示：4.1 临时支撑体系选型及计算1、临时支撑体系选型根据现场施工区域的相对关系及房屋现状的损伤情况，本方案选择轴向受压杆件作为房屋临时加固的支撑体系。本方案采用圆钢管作为支撑的主要材料，钢管顶端采用槽钢或钢板作为横档与大楼外墙面或门窗洞口接触。钢管支撑底部采用可转动铰支座与基础相连；钢管支撑中间位置采用可伸缩钢套管。通过底部铰支座和中部可伸缩钢套管，对临时支撑根据结构情况进行调整，使支撑与大楼结构完全受力以达到支撑的效果；并且在毗邻基坑开挖过程中房屋结构发

11、生沉降变形后可重新可伸缩钢套管，使支撑与大楼结构再次完全受力。具体临时支撑如下图所示： 门窗洞口临时支撑加固 外墙临时支撑加固根据上述临时加固支撑示意图，本方案采用的支撑与大楼墙面连接方式为扶壁式。为了防止钢管支撑端部对大楼墙面造成损伤，本方案于钢管支撑端部设置支撑端板增加支撑对墙体的受力面积，并且于端板与墙体之间采用柔性材料（如旧地毯等）做垫层，从而避免了墙体因受局部压力而破损。2、临时支撑体系计算通过上述对原房屋结构基础产生沉降后（累计最大沉降量为27.4mm）受力情况的分析结果，现对临时支撑体系进行计算复核如下：（一）计算简图 房屋沉降示意图 临时钢管支撑计算简图根据以上计算简图，对图中

12、钢管支撑GZC的轴力N1进行计算。（二）计算条件1）支撑支座情况：图中钢管支撑两端均为铰支。2）支撑计算长度 根据计算简图，计算出钢管支撑的计算长度为：Lo=9520 mm。3）支撑截面特性钢管支撑：2039.0圆钢管，截面贯性矩I25860800mm4；截面面积A=5485.22mm2。（三）钢管支撑轴力N1计算1）各楼层荷载Gi计算结合现场该大楼倾斜情况，在计算钢管支撑轴力时，所考虑该大楼各层荷载选取范围如下所示：支撑内力计算荷载选取范围图（单位：mm）根据图三所选取的荷载范围，经计算可得各层原大楼荷载如下：底层：G12765.3 kN；二层：G22678.5 kN；三层：G32675.3

13、 kN；四层：G42366.4 kN。支撑轴力计算： kN支撑稳定验算：支撑临界力 kN根据计算结果可见， kN kN，所选钢管支撑满足稳定要求。4.3 临时支撑布置原则根据上述关于大楼沉降及临时支撑的计算结果、现场房屋墙体裂缝分布及其发展趋势、原房屋门窗洞口的分布以及施工现场各施工区域的相对关系等，本方案在房屋周边采用临时性支撑对大楼外墙、窗间墙、门窗洞口等位置进行支撑加固。具体支撑布置原则如下：（1）支撑布置间距为4.55.5m（局部根据现场墙体分布可适当增大）；（2）现有房屋裂缝分布较多区域内支撑布置需加密；（3）大楼门窗洞口若存在裂缝需布置垂直钢管支撑；（4）大楼毗邻基坑开挖过程中，根

14、据各监测数据可在房屋结构变形较大部位增设支撑。支撑布置图具体详见附图。五、应急措施由于本房屋为上海市优秀历史保护建筑，在房屋周边相邻深基坑施工过程中，施工单位须针对基坑开挖施工对房屋建筑造成的影响提供可靠、详细的应急措施，以确保房屋结构安全可靠。5.1 毗邻基坑开挖工程应急措施基坑土方开挖施工时，施工方须对上海总商会大楼结构及周边结构根据现场情况制定合理的实时监测方案及应急措施，确保大楼在基坑开挖过程中安全稳定。5.2 房屋结构应急措施根据检测报告，本房屋建造年代久远，房屋距离毗邻基坑较近，在基坑开挖前房屋内外墙体均存在不同程度开裂现象。所以，在基坑开挖过程中，由于受到相邻基础施工挖土及降水的

15、影响，其结构可能会出现过大的不均匀沉降，导致房屋出现更大裂缝危及房屋结构的安全。因此，在基坑开挖施工前、中、后均须做好对本房屋结构安全应急措施。1、加强监测基坑开挖施工过程中，加强对房屋上部结构及基础的实时监测工作。根据对房屋原有墙体裂缝宽度、墙体倾斜程度、临时加固支撑应力应变、房屋建筑及地面沉降等变化情况的监测结果，采取相应的应急措施。2、监测时间节点根据毗邻基坑开挖工艺及施工工期节点（由业主提供），对房屋的各项监测时间节点安排如下：（1）施工分区2、施工分区3及施工分区7围护施工期间监测（2011.11.92011.12.30）；（2）基坑开挖期间各分区相应位置监测 1）施工分区2：201

16、2.1.12012.2.29； 2）施工分区3：2012.7.112.30； 3）施工分区7：2012.8.15-2013.2.15。3、应急措施（1）临近建筑物和地下管线降水井的抽水时间应尽量缩短。房屋变形接近报警值并有继续发展的趋势时，应根据施工进展情况及专家会审确定的处理意见采取相应措施。若出现在土方开挖阶段，应立即停止开挖，采取回填和坑内外注浆加固等措施，控制变形的继续发展，同时加强监测，在各项措施落实、周边建筑物变形趋于稳定或变形趋于减小的情况下，再继续施工。若出现在垫层浇筑期间，则可适当提高垫层的强度等级或在垫层中增加钢筋：加快施工进度，缩短垫层浇筑时间，尽快形成垫层支撑。若出现在

17、结构施工阶段，则可增加临时钢支撑，同时增加施工人员，缩短结构施工时间，尽早形成安全、稳定的永久支撑结构。（2）基坑土方开挖至结构完成前，密切注意基坑围护结构的水平位移，当监测数据分析反映围护结构位移过大时，立即停止土方开挖，在已开挖面加设临时钢支撑，同时加强对房屋周边地表及房屋结构的监测，对监测数据异常的地表采用跟踪注浆加固的方法减少沉降。（3）根据对房屋结构墙体裂缝宽度、墙体倾斜程度、临时加固支撑应力的监测结果，及时通过临时加固支撑的可伸缩装置进行调整，使临时支撑与房屋结构完全受力；临时加固支撑应力过大时应增加临时支撑。六、房屋整体抗震加固在毗邻基坑开挖及其地下结构施工完成后，业主方欲对上海总商会大楼进行整体建筑改造及修缮工程。应业主及相关部门要求，结合大楼本次建筑改造修缮工程，对房屋结构进行整体抗震加固以满足房屋建筑使用功能，提高房屋的整体抗震能力。