Khách sạn Huarun
Cải tạo và gia cố địa chấn
Việc gia cố chống động đất cho các tòa nhà hiện có không còn là vấn đề chuyên môn về kết cấu đơn lẻ nữa mà cần chú ý hơn đến việc kết hợp bảo vệ môi trường xanh, cải thiện chức năng và chất lượng công trình, đồng thời tăng lợi ích kinh tế trên cơ sở đảm bảo an toàn kết cấu.
Dự án
Khách sạn China Resources tọa lạc tại số 35 đường Kiến Quốc, quận Triều Dương, Bắc Kinh, với tổng diện tích xây dựng là 62.281,8 m², trong đó diện tích mặt đất là 50.963 m². Chiều cao của tòa nhà chính là 76,25m, gồm 25 tầng nổi và 3 tầng hầm; khối đế có 5 tầng nổi và 2 tầng hầm (xem Hình 1 và Hình 2).


Sau những thay đổi qua từng năm, Khách sạn China Resources đã hoàn thành xuất sắc sứ mệnh của mình sau hơn 20 năm kể từ Thế vận hội Bắc Kinh 2008. Kiến trúc, nội thất và thiết bị cơ điện đều đã lỗi thời. Để thích ứng với sự phát triển của thời đại mới, khách sạn cần được nâng cấp và đổi mới khẩn cấp, nhằm khôi phục lại sức sống kinh doanh và sức hút không gian.
Các vấn đề
Khách sạn China Resources đã chuyển đổi từ khách sạn sang văn phòng, và đã phát sinh những vấn đề lớn về kiến trúc, kết cấu, cấp thoát nước, HVAC và điện. Ví dụ, chiều cao sàn thấp, kết cấu tường chịu lực không thể hiện thực hóa không gian văn phòng mở, hệ thống điều hòa không khí bên hông, tòa nhà thiếu thông minh, giao thông lộn xộn giữa tòa nhà chính và bục, và tỷ lệ sử dụng thấp, không phù hợp với tiêu chuẩn của tòa nhà văn phòng hiện đại. Đặc biệt, không thể bỏ qua các vấn đề về an toàn kết cấu.
Một mặt, do sự thay đổi của thời đại và việc cải thiện các tiêu chuẩn gia cố chống động đất, nhiều vấn đề về kết cấu có thể phát sinh. Mặt khác, việc thay đổi chức năng, điều chỉnh bố cục và bổ sung thiết bị trong quá trình cải tạo cũng sẽ gây ra xung đột giữa các kết cấu hiện có và các yêu cầu an toàn. Để dự án tái thiết vừa kinh tế, hợp lý, vừa đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản, cần phải thực hiện kiểm tra kết cấu, đánh giá địa chấn, thiết kế và tối ưu hóa gia cố, đồng thời triển khai các biện pháp kỹ thuật kết cấu phù hợp.
Báo cáo kiểm tra kết cấu tại chỗ cho thấy:
(1) Hiện trạng công trình đáp ứng các yêu cầu của bản vẽ hoàn công, không phát hiện vết nứt, độ nghiêng do lún nền hoặc lún không đều, không thấy biến dạng bất thường của nền.
(2) Mặc dù độ sâu cacbon hóa của một số cấu kiện bê tông đã chạm tới bề mặt thanh thép, ngoại trừ một số trường hợp rỉ sét nổi trên thanh thép bên trong do bê tông rời trên bề mặt cấu kiện, không có dấu hiệu trạng thái giới hạn độ bềns such as severe corrosion of the steel bar and surface concrete cracking and peeling were found in the structure. , The content of chloride ion in the concrete meets the specification limit.
(3) Cường độ bê tông, cường độ thanh thép, cấu hình thanh thép, độ dày lớp bảo vệ và kích thước mặt cắt ngang đều tuân thủ theo yêu cầu thiết kế ban đầu.
Đánh giá địa chấn kết cấu
Khi tiến hành thẩm định theo nhà bê tông cốt thép loại B, kết luận chính của đánh giá toàn diện khả năng chịu động đất của nhà như sau:
(1) Xét về quy tắc hệ thống kết cấu, độ không bằng phẳng của tháp lớn, không đáp ứng yêu cầu về độ đều của mặt phẳng; tháp được chuyển đổi thành bốn tầng và không đáp ứng yêu cầu về tính liên tục của các cấu kiện thẳng đứng. Lớp đỡ khung có các lỗ mở lớn lệch sàn cục bộ và các cột lớp chéo, số lượng tường cắt hạ cánh tại các vị trí tương ứng ít và cục bộ yếu.
(2) Kết cấu của một số dầm khung và trụ khung không đáp ứng được yêu cầu.
(3) Tỷ lệ nén trục của tám trụ khung ở các bộ phận chính của giếng trời không đáp ứng được yêu cầu và tỷ lệ thể tích của tất cả các trụ khung không đáp ứng được yêu cầu về thông số kỹ thuật.
(4) Tỷ lệ gia cường của các thanh thép phân bố theo chiều ngang của tất cả các tường cắt từ sàn đến trần và lớp trên cùng của lớp chuyển tiếp không đáp ứng được yêu cầu về tỷ lệ gia cường tối thiểu của thông số kỹ thuật.
(5) Có tính đến các tác động tiêu cực của các biện pháp chống động đất hiện có của ngôi nhà, khả năng chịu động đất toàn diện của tòa nhà được đánh giá thông qua hệ số ảnh hưởng của hệ thống và hệ số ảnh hưởng của kết cấu. Chỉ số chống động đất toàn diện của mỗi tầng của tòa nhà lớn hơn 1,0, cho thấy khả năng chịu động đất hiện có của mỗi tầng là cao. Tuy nhiên, kết quả kiểm chứng và phân tích các biện pháp chống động đất cho thấy do hệ thống kết cấu không đồng đều, các ngôi nhà có các vùng yếu tương đối tập trung, tập trung ở các bộ phận đỡ khung tháp và cần áp dụng các biện pháp gia cố tổng thể cho các bộ phận này. Để giảm độ không đồng đều của hệ thống, nâng cao hiệu suất chống động đất của các bộ phận yếu.
Gia cố kết cấu
1) Thay đổi hệ thống kết cấu
Thông qua đánh giá địa chấn và nghiên cứu, phân tích các hạng mục vượt giới hạn, vấn đề cốt lõi của dự án này là "chuyển đổi mức cao" do tường chịu lực khung gây ra. Nếu hệ thống kết cấu không thay đổi, và chỉ áp dụng phương pháp gia cố thành phần "xử lý đầu và chân" sẽ không thể giải quyết cơ bản các vấn đề bất lợi cho khả năng chống động đất. Hơn nữa, có nhiều thành phần gia cố, chi phí kỹ thuật cao và lợi ích kinh tế thấp. Sau khi trao đổi đầy đủ và hợp tác chặt chẽ giữa nhóm dự án và đơn vị thiết kế, đánh giá toàn diện từ nhiều khía cạnh về chức năng sử dụng của tòa nhà, chi phí, tính khả thi và thời gian thi công, cuối cùng đã xác định được phương án triển khai tường chịu lực khung. Kết cấu tòa nhà được cấu thành từ một hệ thống kết cấu phức tạp. Việc chuyển đổi sang hệ thống tường chịu lực thông thường sẽ giúp giải quyết hiệu quả các vấn đề bất thường như thay đổi đột ngột khả năng chịu lực, thay đổi đột ngột độ cứng và sự gián đoạn của các thành phần do khung đỡ gây ra. Đồng thời, mức độ chịu động đất của các tầng dưới cùng đã được giảm từ một xuống còn hai. Vấn đề về khả năng chịu lực không đủ của hầu hết các cấu kiện kết cấu và các yêu cầu kết cấu không đạt yêu cầu cũng đã được giải quyết. Số lượng cấu kiện gia cố giảm đáng kể giúp giảm chi phí dự án và mang lại lợi ích kinh tế tốt..
2) Kế hoạch gia cố công trình khô đã được thay đổi thành kế hoạch gia cố công trình ướt
Một phương án gia cố hợp lý phải đáp ứng các yêu cầu sau: hiệu quả gia cố tốt, ít ảnh hưởng đến chức năng sử dụng, công nghệ tin cậy, thi công đơn giản, tiết kiệm và hợp lý, hình thức đẹp mắt..
Do yêu cầu an toàn kết cấu của dự án này, nhiều dầm và cột cần được gia cố. Đồng thời, để đạt được chức năng kiến trúc của một văn phòng mở rộng rãi và thích ứng với việc điều chỉnh nhà vệ sinh và giếng ống thiết bị do thay đổi chức năng, một số lượng lớn tường chịu lực và sàn ban đầu cần được mở một phần..
Phương án gia cố ban đầu chủ yếu áp dụng phương pháp vận hành khô: các lỗ mở mới được gia cố bằng tấm thép dán hoặc vật liệu composite sợi carbon dán; dầm và cột được gia cố bằng thép liên kết ngoài (phương pháp thép ốp). Phương án gia cố này sử dụng một lượng lớn thép, đòi hỏi một lượng lớn keo kết cấu và neo hóa học, hiệu suất bảo vệ môi trường kém và chi phí cao. Ngoài ra, việc tấm thép dày lên và neo lộ ra cục bộ ảnh hưởng đến chức năng và diện mạo của công trình..
Xét đến tình hình thực tế là lớp trang trí của dự án này đã bị phá dỡ hoàn toàn và không gian thi công rộng lớn, phương án gia cố ban đầu đã được tối ưu hóa sau nhiều lần đánh giá và thử nghiệm. Các cột ẩn và dầm liên kết ở rìa lỗ mở mới của tường chịu lực được gia cố bằng thanh giằng và vữa. Các lỗ hổng lớn trên sàn được gia cố bằng dầm biên bê tông cốt thép. Sau khi loại bỏ các dầm và cột không đủ khả năng chịu lực, phương pháp tiết diện mở rộng được sử dụng để gia cố. Các lỗ mở của các cấu kiện bê tông đều được thực hiện bằng phương pháp vận hành ướt như cắt tĩnh bằng khoan thủy lực. So với phương án gia cố ban đầu, chi phí dự án giảm khoảng 30%, thời gian thi công được rút ngắn khoảng 60 ngày và tác động đến chức năng của tòa nhà và hiệu ứng thiết kế nội thất là nhỏ..


Hiệu ứng kỹ thuật gia cố kết cấu
Khách sạn China Resources sau khi cải tạo đã được đổi tên thành Trung tâm China Resources Chang'an, với vẻ ngoài vững chắc, đơn giản và thoáng đãng, phản ánh đầy đủ đặc điểm hình ảnh của một tòa nhà văn phòng hiện đại (xem Hình 7 và Hình 8). Không gian bên trong cũng đã được đổi mới. Thông qua thiết kế trang trí nội thất, tác động của tường chịu lực sàn giữa khung và cột lên không gian sảnh được làm yếu đi (xem Hình 9 và Hình 10). Các phương pháp gia cố ướt như vật liệu trét và bê tông đá mịn được sử dụng. Sau khi mở cửa mở phía sau tường chịu lực và gia cố dầm, sàn và cột, diện mạo hoàn toàn giống với diện mạo của kết cấu bê tông mới xây dựng, giúp tối đa hóa công năng sử dụng của tòa nhà và tạo hiệu ứng mịn màng, đẹp mắt.


Phần kết luận
Việc gia cố chống động đất cho các tòa nhà hiện có không còn là vấn đề chuyên môn về kết cấu đơn lẻ nữa mà cần chú ý hơn đến việc kết hợp bảo vệ môi trường xanh, cải thiện chức năng và chất lượng công trình, đồng thời tăng lợi ích kinh tế trên cơ sở đảm bảo an toàn kết cấu.