廠房改造方案及未來使用荷載的調查

　　1、廠房改造方案的調查

　　根據委托方的介紹及提供的廠房改造設計初步方案圖紙可知，本次改造委托方擬改變廠房建筑使用功能。改造后廠房各樓層主要用作數據中心機房(局部夾層為會議室、休息室等)，屋面局部新增設備。具體改造方案如下：

　　(1)改造后廠房底層主要作為柴油發電機房和配電室;

　　(2)改造后二 三層為標準層，主要用作數據中心機房。其中，8~9軸區域一樓夾層作為會議室，休息室等所用;一層7-8~A-B軸區域新增鋼結構夾層，新增夾層單獨設柱與主體結構獨立;

　　(3)改造后屋面新增空調等設備;

　　(4)屋面新增設備基礎。

　　由于委托方未提供詳細的改造設計方案，為減輕改造后的上部結構總重，本報告建議改造方案中對新增建筑內隔墻采用輕質隔墻。

　　2、廠房未來使用荷載的調查

　　為了對廠房改造后的結構安全性和抗震性能作出正確的評價，對廠房的未來使用荷載進行了調查分析，為廠房結構性能的計算分析提供依據。荷載調查主要包括使用活荷載和樓面板結構層厚度、建筑面層做法及其厚度等的全面調查。活荷載的取值主要根據廠房建筑功能及裝修改建設計方案按照國家標準《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)確定，樓面恒荷載的確定根據樓板設計厚度、建筑構造做法確定，填充墻荷載根據墻體材料、厚度、高度確定。

　　(1)樓屋面恒荷載的調查

　　根據現場檢測復核結果及廠房改造設計初步方案，考慮結構層厚度和面層，并適當考慮裝修層荷載，結合國家標準《建筑結構荷載規范》(GB50011-2012)規定的材料實際容重，對廠房樓屋面的恒荷載進行了計算分析。

　　(2)樓屋面活荷載的調查

　　根據現場對廠房改造設計初步方案的調查結果，以及國家標準《建筑結構荷載規范》(GB50011-2012)的相關規定，對廠房樓屋面的活荷載取值進行了調查分析。

　　(3)梁上均布荷載的調查分析

　　梁上均布荷載(線荷載)主要是由梁上填充墻的重量產生的。根據現場調查，對墻體材料做法、厚度及其層高等進行了查閱，并根據現場檢測的實際墻體厚度及裝修改造設計方案并結合國家標準《建筑結構荷載規范》(GB50011-2012)規定的材料實際容重，對廠房各層隔墻線荷載進行了計算分析。

　　廠房結構安全性的分析與評定

　　一、分析與評定條件

　　為了解廠房正常使用情況下的結構安全狀況，不考慮地震作用，對未來使用荷載作用下的廠房結構安全性進行計算分析，按照框架結構體系，采用中國建筑科學研究院結構研究所PKPM系列SATWE計算軟件和同瑞軟件有限公司自主研發的REASES軟件，根據國家標準《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)的有關要求，對裝修改造后的廠房結構安全性進行計算分析。

　　2、不考慮地震作用下結構安全性的靜力驗算計算分析

　　1、框架梁柱承載力驗算

　　根據委托方提供的圖紙及現場實際情況，不考慮地震作用下，采用PKPM模型和REASES模型計算分析廠房結構的安全性。

　　通過計算表明，兩種軟件計算結果基本一致。其中，PKPM計算結果表明：

　　(1)所有框架柱計算配筋均小于實際配筋，滿足承載力的計算要求;

　　(2)二、三層框架梁計算配筋均小于實際配筋，能滿足承載力的計算要求;屋面層部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力計算要求;

　　(3)屋面層次梁計算配筋均小于實際配筋，能滿足承載力的計算要求。

　　通過REASES軟件的計算分析統計結果表明：

　　(1)所有框架柱抗力與效應比均大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求;

　　(2)二、三層所有混凝土梁抗力與效應比大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求;屋面層部分混凝土框架梁抗力與效應比小于0.95，評定為cu或du級，不能滿足承載力的計算要求;

　　(3)屋面層所有混凝土次梁抗力與效應比大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求。

　　二、樓屋蓋承載力驗算

　　廠房二 三層樓面板主要為預制混凝土槽形樓板，屋面板采用120mm厚預制混凝土樓板。其中，二、三層8~9軸區域采用120mm厚現澆混凝土樓板。預制混凝土槽形樓板型號主要為YCB-657-22和YCB-257-20，選用規結通74-6圖集;120mm厚預制混凝土樓板型號主要為YKB-6-27-3、YKB-12-27-3，選用滬G303圖集;現澆部分樓板均為分離式配筋。

　　計算結果表明：

　　(1)二、三層8~9軸區域現澆板計算配筋小于實際配筋，滿足承載力的計算要求;

　　(2)二 三層樓面采用預制混凝土槽形樓板，型號為YCB-657-22和YCB-257-20，依據原設計允許使用荷載為15kN/m2，考慮廠房建造年代久遠，存在老化及損傷現象，預制板承載力有所降低，對其承載力考慮0.85的折減系數，故二 三層預制混凝土槽形樓板的允許使用活荷載取值為11.25kN/m2(已扣除板面層荷載和裝修荷載)，而改造后樓面zui大實際使用荷載為10.0kN/m2，故改造后樓板能滿足承載力的計算要求。

　　(3)屋面預制板型號為YKB-6-27-3和YKB-12-27-3，查詢滬G303圖集得知其的允許使用活荷載為8.2kN/m2(已扣除屋面板面層荷載，考慮0.85折減系數)，而改造后屋面zui大實際使用荷載為3.5kN/m2，則預制板能滿足承載力的計算要求。

　　3、地基基礎安全性的分析

　　委托方提供的廠房原始結構設計圖紙表明，廠房基礎采用柱下條形基礎，條形基礎基底寬主要為2200mm、3400mm或4000mm等，基礎梁高度均為1200mm，基礎底標高為-1.800m。主筋主要為12@200、14@150或16@150等。

　　由于委托方未能提供廠房工程地質勘察報告，故報告參考原竣工圖紙取地基承載力特征值為110kPa。根據市工程建設規范《地基基礎設計規范》(DGJ08-11-2010)對柱下條形基礎承載力進行驗算。計算時，框架柱柱底軸力按照PKPM計算軟件自動導荷，條形基礎及上覆土平均重度按照20kN/m3考慮。計算結果表明：改造后原廠房基礎地基反力標準值為94kPa，小于地基承載力特征值110kPa，能滿足承載力計算要求。

　　三、結構抗震構造措施的分析與評定

　　根據國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)、市工程建設規范《建筑抗震設計規程》(DGJ08-9-2013)的相關規定，按照丙類建筑、7度抗震設防措施要求，對廠房結構抗震構造措施進行分析與評定。

　　從得出的數據可以看出，廠房平面規則性、混凝土材料強度等級、柱軸壓比和柱箍筋配置及梁的箍筋配置不能滿足現行抗震設計規范的要求。

　　四、廠房結構抗震承載力驗算

　　根據現行國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)和市工程建設規范《建筑抗震設計規程》(DGJ08-9-2013)的有關要求對結構抗震承載力進行驗算，PKPM模型計算結果表明：

　　(1)部分框架柱計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力的計算要求;

　　(2)部分框架柱的軸壓比不能滿足規范限值要求;

　　(3)部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力計算要求。

　　通過REASES軟件的計算分析統計結果表明：

　　(1)部分框架柱抗力與效應比均小于0.95，評定為cu或du級，不滿足承載力的計算要求;

　　(2)部分框架梁抗力與效應比小于0.95，評定為cu或du級，不能滿足承載力的計算要求。

　　五、廠房結構安全性的綜合評定

　　不考慮地震作用下，計算分析和評定結果表明：

　　(1)所有框架柱縱筋計算配筋面積小于實際配筋面積，滿足承載力的計算要求;

　　(2)二、三層框架梁計算配筋小于實際配筋，滿足承載力的計算要求;屋面層部分框架梁和部分次梁計算配筋大于設計配筋，不能滿足承載力計算要求;

　　(3)樓屋蓋滿足承載力的計算要求;

　　(4)廠房地基基礎滿足承載力的計算要求。

　　考慮地震作用下，結構抗震構造措施的評定結果表明，廠房平面規則性、混凝土材料強度等級、柱軸壓比和柱箍筋配置及梁的箍筋配置不能滿足現行抗震設計規范的要求。廠房結構抗震承載力驗算結構表明：

　　(1)廠房底層各框架柱和二~三層部分框架柱的軸壓比不滿足規范限值要求;

　　(2)部分框架柱計算配筋大于實際配筋，不能滿足抗震承載力的計算要求;

　　(3)部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足抗震承載力計算要求。即廠房抗震性能綜合評定為不能滿足現行抗震設計規范要求。