▲大楼立面

公司林颖孜结构设计工作室承担设计的红星商务大楼改建成福建玛高爱纪念医院,主体结构抗震加固改造已顺利验收并进入室内装修施工阶段。本工程由工作室主持人、福建省勘察设计大师林颖孜主持,工作室副总工朱德胜带领陈癸武、黄德靖、高希佳等设计骨干,采用附加设置粘滞阻尼器进行消能减震加固的先进理念,完成了将丙类高层建筑改造为乙类建筑这一我首次、难度极大的加固设计。该加固方案安全、先进、经济、合理,为业主创造了良好的经济效益。

本工程原设计为17层高度75米的综合写字楼,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度(0.1g),采用框架-剪力墙结构。根据实际需要,现将此建筑改造为三级医院门诊病房楼,抗震设防类别提高至乙类,故需进行抗震加固改造。原框架、剪力墙抗震等级二级均调整为一级,结构抗震措施须相应提高。

▲粘滞阻尼器现场照片

如果采用常规加固方案,大量节点需要改造,且不能完全满足规范要求,幕墙立面还不可避免要遭受破坏。经过综合比较分析,林颖孜大师提出采用阻尼器消能减震、提高整体结构抗震性能的加固方案。相比传统的加固技术,该方案主要优势有:一是施工现场无湿作业,提高抗震能力而不改变原建筑外貌;二是粘滞流体阻尼器不提供附加的刚度,不会改变结构的自振周期,因此不会加大地震作用;三是消能减震效果明显;四是可以有效降低造价和缩短工期。

▲剪力墙暗柱包钢加固

该方案通过了由公司首席结构总工、福建省勘察设计大师卢伟煌和福州市建筑设计院总工程师、福建省勘察设计大师林功丁组成的专家组的论证根据专家的意见,设置粘滞阻尼器提高主体结构在中震和大震时的安全性,以弥补抗震构造措施的不足。底部加强区竖向构件按中震抗剪、抗弯不屈服的性能目标进行复核,补充大震作用下的弹塑性分析。

▲阻尼器的位移-阻尼力曲线

本工程在底部加强区及邻近楼层设置了24套非线性粘滞流体阻尼器,在中震作用下采用ETABS程序进行非线性分析,根据分析结果用能量法计算出阻尼器施加给原结构的附加阻尼,再采用新的阻尼参数进行中震分析及构件加固设计。详细内容参见由林颖孜、朱德胜合作发表于《福建建设科技》2017年第5期的论文《粘滞阻尼器在某高层框-剪结构消能减震加固设计中的应用》。采用消能减震技术减少了结构加固的工程量,能有效降低造价和缩短工期,在建筑抗震加固中的应用前景十分广阔。

(林颖孜结构工作室通讯员  张鸿炜)