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1 工程概况
1.1 建筑概况
受检房屋位于上海市闵行区龙茗路，为一幢五层的钢筋混凝土框架结构房屋， 总建筑面积为 3829.0m2，建筑高度为 20.85m，建于 2016 年。一层层高 5.10m，二至四层层高 3.60m，五层层高 4.20m。基础形式为桩基础，采用 PHC 管桩，桩径 400mm，单桩竖向抗压承载力设计值为 1000kN。楼盖为现浇钢筋混凝土结构。该建筑抗震设防烈度为 7 度，抗震等级为 3 级（楼梯间框架梁柱为 2 级），场地类别为Ⅳ类。
1.2 改造方案
（1） 一至二层新增一部楼梯（4~5/C~D 轴间）；一至五层新增 2 部电梯，1 部位于 2~3/C~D轴，1 部位于（1~2）/（D~1/D）轴；
（2） 原二层楼板大开洞处封堵；
（3） 屋顶层中庭处新做玻璃采光顶。
2 建模计算分析
根据委托方提供的电子版图纸和现行的《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），改造后受检房屋抗震设防类别仍为丙类建筑；根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）、
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中有关要求及规定，改造后受检房屋属于 C 类建筑， 后续使用年限宜为 50 年，该房屋抗震烈度为 7 度，基本地震加速度值为 0.10g，场地类别为 IV 类（上海地区）。本次按 C 类建筑、地震设防烈度为 7 度对受检房屋进行抗震鉴定。
根据《现有建筑抗震鉴定与加固规程》（DGJ08-81-2015）第 4.1.6 条第 3 款规定，7 度时地基基础现状无严重静载缺陷的乙类、丙类建筑可不进行地基基础的抗震鉴定。
根据现场实际情况及实测材料力学性能，考虑改造方案，按现行规范对房屋承载力进行验算，验算工具采用中国建筑科学研究院编制的 PKPM 系列计算机辅助设计软件。房屋结构整体计算模型示意图详见图 2.1。
图 2.1 房屋结构整体计算模型示意图
结构计算模型确立所需荷载计算均按古美街道城运中心装修图纸改造设计值及《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）查用，具体取值见表 2.1。
表 2.1 荷载取值表
荷载类别 | 恒荷载标准值（kN/m²） | 活荷载标准值（kN/m²） |
屋面 | 3.0（楼板自重自动计算） | 2.0（上人屋面），0.5（不上人屋面） |
楼面 |
1.5（楼板自重自动计算） | 办公室、会议室 2.0，厨房、屋顶绿化 3.0，餐厅 4.0 |
楼梯 3.5，机房 7.0，储藏室 5.0 | ||
卫生间 2.5，强、弱电间 5.0 | ||
风荷载 | 0.55 kN/m²，B 类（按设计要求） | |
地震作用 | 7（0.10g）度抗震烈度，第二组，场地类别：Ⅳ类，抗震等级三级（楼梯 间框架梁柱（包括梯梁柱）抗震等级为二级） | |
结构主要材料 | 混凝土：取实测值一层~三层为C25，四层及以上为C30； 主筋级别 HRB400，箍筋级别HPB300 | |
注：玻璃采光顶按照 1.0kN/m2 计算总重量，将总重量按照周边梁长度折算成线荷载加在周
边梁上进行计算。
3 结果分析
（1） 主要动力特性及地震响应计算结果
采用 PKPM 对房屋的主要动力特性及地震响应进行了计算分析。
计算结果表明：1）房屋质量比为 1.05，满足规范不应大于 1.5 的要求，有效质量系数均大于 90%，满足规范要求；2）最小刚度比均满足规范要求；3）X、Y 向最小楼层受剪承载力比值均大于 0.80，满足规范要求；4）X、Y 向的最大层间位移比均不超过 1.5，满足规范限值要求；5）各层最小剪重比大于 1.60%，满足规范最小剪力系数要求，X、Y 向刚重比均大于 10，满足结构稳定性验算要求；6）X、Y 向的最大层间位移角均满足规范要求。动力特性计算结果详见表 3.1。
表 3.1 房屋结构地震作用下主要动力特性及地震响应计算结果（改造后）
指标项 | 汇总信息 | |
总质量(t) | 5484.37 | |
质量比 | 1.05 < [1.5] (4 层 1 塔) | |
最小刚度比 | X 向 | 1.11 ≥ [1.00] (1 层 1 塔) |
Y 向 | 1.17 ≥ [1.00] (1 层 1 塔) | |
最小楼层受剪承载力比值 | X 向 | 1.18 > [0.80] (3 层 1 塔) |
Y 向 | 1.16 > [0.80] (3 层 1 塔) | |
结构自振周期(s) | T2 = 0.8669(X) | |
T1 = 0.8929(Y) | ||
T3 = 0.7802(T) | ||
有效质量系数 | X 向 | 99.93% > [90%] |
Y 向 | 99.93% > [90%] | |
最小剪重比 | X 向 | 6.89% > [1.60%] (1 层 1 塔) |
Y 向 | 6.91% > [1.60%] (1 层 1 塔) | |
最大层间位移角 | X 向 | 1/763 < [1/550] (2 层 1 塔) |
Y 向 | 1/721 < [1/550] (2 层 1 塔) | |
最大位移比 | X 向 | 1.23 < [1.50] (1 层 1 塔) |
Y 向 | 1.12 < [1.50] (3 层 1 塔) | |
最大层间位移比 | X 向 | 1.49 < [1.50] (1 层 1 塔) |
Y 向 | 1.14 < [1.50] (5 层 1 塔) | |
刚重比 | X 向 | 49.41 > [10] (2 层 1 塔) |
指标项 | 汇总信息 | |
Y 向 | 45.32 > [10] (2 层 1 塔) | |
（2） 主要结构构件承载力验算结果
根据现行国家规范对房屋进行了结构承载力验算，验算结果表明：受检房屋除局部楼梯间框架柱轴压比不满足规范要求外，其余主要梁柱构件承载力均满足规范要求，典型梁柱构件钢筋配置与计算比对见表 3.2~表 3.3。
表 3.2 典型柱配筋钢筋配置与计算比对表
轴线位置 | 构件 名称 | 配筋 方向 | 纵筋（mm2） | 箍筋（mm2） |
轴压比 |
是否满足 | ||
计算 | 实际 | 计算 | 实际 | |||||
一层 2/C 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 2200 | 2945 |
260/70 |
679/679 |
0.70 | 满足 |
南北侧 | 2300 | 3436 | 满足 | |||||
一层 4/C 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 2400 | 2945 | 300/60 | 679/679 | 0.76 | 满足 |
南北侧 | 2300 | 3436 | 满足 | |||||
一层 1/A 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 3200 | 3927 |
150/50 |
471/236 |
0.39 | 满足 |
南北侧 | 3700 | 3927 | 满足 | |||||
二层 3/C 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1600 | 2945 | 250/120 | 679/679 | 0.73 | 满足 |
南北侧 | 1500 | 2945 | 满足 | |||||
二层 4/D 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1000 | 2454 |
110/30 |
201/100 |
0.39 | 满足 |
南北侧 | 1200 | 2454 | 满足 | |||||
二层 6/A 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1200 | 2454 | 130/30 | 201/100 | 0.37 | 满足 |
南北侧 | 1200 | 2454 | 满足 | |||||
三层 3/B 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1200 | 2945 |
220/80 |
679/679 |
0.48 | 满足 |
南北侧 | 1200 | 2945 | 满足 | |||||
三层 4/A 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 800 | 1256 | 120/70 | 201/100 | 0.40 | 满足 |
南北侧 | 1500 | 1256 | 满足 | |||||
四层 5/B 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1200 | 2945 |
220/40 |
679/679 |
0.28 | 满足 |
南北侧 | 1200 | 2945 | 满足 | |||||
四层 6/D 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1000 | 2454 | 110/0 | 201/201 | 0.16 | 满足 |
南北侧 | 1000 | 2454 | 满足 | |||||
五层 1/C 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1000 | 2945 |
110/0 |
314/157 |
0.13 | 满足 |
南北侧 | 1000 | 2945 | 满足 | |||||
五层 4/C 轴 |
框架柱 | 东西侧 | 1500 | 2945 | 220/30 | 679/679 | 0.18 | 满足 |
南北侧 | 1200 | 2945 | 满足 | |||||
表 3.3 典型梁配筋钢筋配置与计算比对表
轴线位置 |
构件名称 | 配筋 方向 | 纵筋（mm2） | 箍筋（mm2） |
是否满足 | ||
计算 | 实际 | 计算 | 实际 | ||||
二层 1~2/B 轴 |
框架梁 | 跨中 | 1800 | 2454 | 80/70 | 314/314 | 满足 |
支座 | 3500 | 3927 | 满足 | ||||
二层 3~4/D 轴 |
框架梁 | 跨中 | 1500 | 3927 |
40/40 |
201/100 | 满足 |
支座 | 2200 | 4418 | 满足 | ||||
三层 3~4/A 轴 |
框架梁 | 跨中 | 900 | 1963 | 30/30 | 100/50 | 满足 |
支座 | 1800 | 2454 | 满足 | ||||
四层B~C/6 轴 |
框架梁 | 跨中 | 700 | 2454 |
30/30 |
100/50 | 满足 |
支座 | 1300 | 2454 | 满足 | ||||
四层C~D/3 轴 |
框架梁 | 跨中 | 1500 | 2454 | 30/30 | 157/157 | 满足 |
支座 | 2000 | 2945 | 满足 | ||||
屋面层 B~C/1 轴 |
框架梁 | 跨中 | 900 | 2454 |
40/40 |
157/157 | 满足 |
支座 | 1300 | 2945 | 满足 | ||||
（3） 局部楼板承载力验算结果
根据现行规范对三层（2~3）/（C~D）轴新增电梯区域进行了楼板承载力验算，结果表明，（2~3）/（C~D）轴区域钢筋混凝土楼板配筋满足原设计要求，由于其余部分楼（屋） 面使用功能均未进行变更，未重新计算楼（屋）面板的承载力。钢筋混凝土楼板承载力验算结果详见表 3.4。
表 3.4 钢筋混凝土楼板板底配筋面积计算与实际配筋的比较
序号 |
楼板位置 | 计算配筋 As （mm2） | 实际配筋 As’（mm2） |
是否满足 | |||
短跨方向 | 长跨方向 | 短跨方向 | 长跨方向 | ||||
1 | 三层（2~3）/ （C~D）轴 | 板底 | 191 | 191 | 524 | 524 | 满足 |
板顶 | 191 | 191 | 524 | 524 | 满足 | ||
4 结论
结构承载力验算结果表明，受检房屋改造后承载力基本满足规范要求；新增电梯区域范围内钢筋混凝土楼板配筋满足原设计要求。
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