孫達

摘要：通過具體工程的設計過程分析加層加固項目的設計要點，提出相應的設計方法和步驟，并作出經驗總結。

關鍵詞：加固 加層 結構可靠性鑒定 鋼結構

Abstract: through the analysis of the specific engineering design process and the main points of design project of reinforcement, put forward the corresponding design method and procedure, and to make the experience.

Keywords: strengthening add layer structure reliability appraisal steel structure

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號

目前，許多建筑物受當時經濟條件和建筑技術制約，使用功能和結構形式已不能滿足時代需要，若將這些建筑拆除后重新規(guī)劃建設，許多城市經濟條件尚不能滿足，若采用加層加固的方法改造既有建筑，就能達到經濟、適用的目的。

大多數(shù)結構工程師經常接觸的項目多為新建項目，如果初次碰到這種加層加固改造項目通常會有一種無從下手的感覺，因為改造項目乍看之下似乎比較復雜，牽涉到許多因素，有很多問題需要考慮，比如，對原有建筑結構的可靠性進行鑒定；對加層結構類型的選用；對加固手段的選用；新建部分結構與原有建筑結構銜接的處理；對結構設計要預先考慮施工難度等等。

其實只要根據(jù)具體項目的現(xiàn)狀進行仔細分析，又能吃透原有圖紙，再加上有一定的結構加固經驗的話其實并不難。下面介紹一下筆者一個高層加層加固改造項目，通過這個項目我們可以初步了解加層改造項目的一些要點。

一、 建筑概況：

溫嶺國際大酒店原為地下1層、地面18層高層建筑，局部突出屋面的機房層有2層，原建筑物高度約為60米，出屋面電梯機房頂為68.1米，結構類型為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，樓蓋采用的是主次梁樓蓋體系，基礎類型為鉆孔灌注樁基礎。

溫嶺地區(qū)抗震設防烈度低于6度，該建筑物可不進行抗震設防。

溫嶺地區(qū)基本風壓 為0.77 kN/m2，基本雪壓為0.50 kN/m2。

本工程于1999年竣工并投入使用。

二、 工程要求：

應甲方要求，本工程于2010年對主樓進行改造，其中對原有結構影響最大的改造為在原屋面處往上增加兩層樓層，每層層高為3米，加層完成后建筑物總高度為66m，加層樓層面積及柱網與標準層相同，其主要功能為辦公和會議。改造時建筑物已使用時間約為10年。加層部分設計使用年限為25年。

三、 建筑鑒定：

根據(jù)國家設計規(guī)范對原施工圖紙進行復查計算，設計比較安全，構造與改造設計時的現(xiàn)行規(guī)范相差不大，樁基礎承載力富裕量較大；經現(xiàn)場目測檢查，僅局部建筑的墻面存在明顯灰縫剝落現(xiàn)象，地下室水池側壁略有滲漏，其它基本完好，結構無明顯裂縫。

四、 設計分析：

1）、通過對原有結構分析并計算，考慮到正常使用已10年，建筑物自重引起的基礎沉降已經相當穩(wěn)定，且基礎承載力富裕較大，經初步估算，加層引起的荷載增加不會對原有建筑的基礎安全及使用造成影響；

2）、對原有豎向承重結構構件剪力墻、框架柱的承載力復核結果為：標準層處因建筑新增門洞，局部剪力墻截面削弱；因荷載的增加，底層個別框架柱承載力略有不足，均須采取加固措施；其中框架柱加固采用濕式外包鋼加固法，剪力墻則在截面削弱處采用碳纖維加固法和濕式外包鋼加固法結合，經加固后均能滿足承載力要求；

3）、各層混凝土梁及樓板因使用荷載變化不大，且原設計比較保守，故可不作加固措施；原屋面處由于局部框架主梁上立鋼柱，致梁上增加了較大集中荷載，經計算決定對這些梁采用碳纖維加固法；

4）、為盡量減輕加層引起的荷載，采取了下面幾個措施：a. 為減少原屋面的結構自重，將屋面保溫層等建筑面層部分敲除，采用質量較輕的木地板裝修，作為辦公室的地面；b. 所有新增填充墻體采用輕質墻材，外墻則與建筑協(xié)調，盡量采用玻璃幕墻；c.新增結構框架部分采用鋼結構，這樣自重比直接采用混凝土結構輕得多，施工工期也比較短，對原有結構影響也能降至最低；

5）、鋼結構與原混凝土結構的連接節(jié)點采用鉸接連接，減少新增結構引起的附加內力對原結構的影響，但連接節(jié)點的設計和施工必須可靠；

6）、本工程所在地區(qū)為非抗震設防地區(qū)，因此主要的側向力為風荷載，對結構的構件及節(jié)點抗震性能要求不高，但新增結構應與原結構變形相協(xié)調，本工程通過將設計新增部分結構與原結構共同建模計算，模擬出接近真實的受力變形情況，并根據(jù)計算結果進行結構構件和節(jié)點的設計；

7）、本工程中新增機房層為混凝土框架結構，該部分框架在原混凝土柱頂植筋澆柱加層；

8）、正式施工時應先做好加固的步驟而后進行加層施工。

五、 經驗總結：

從這個工程可以了解到，加層房屋系新舊房屋的結合，既不同于新建房屋也不同于舊有

房屋，既有新建房屋特點又有新建舊有房屋的特點，因此加層加固工程的設計要安全可靠，需要做到以下幾點：

1）、必須對工程的來龍去脈及現(xiàn)狀有個清晰的認識；這就需要在設計前期把工程的原

圖紙等資料收集齊全，對圖紙應進行重新計算復核，一方面可以對工程做一個全面的了解，一方面也可能發(fā)現(xiàn)一些潛在的隱患，及時補救；對現(xiàn)場應進行充分調查，必要時應請鑒定部門對結構進行鑒定；

2）、應與建筑專業(yè)設計人員密切配合，所選結構類型與建筑功能及造型相協(xié)調，盡量減輕結構自重，盡量利用原有結構構件但應避免利用安全性不明的構件。

3）、加層結構類型的選定應慎重，否則新舊結構不協(xié)調，會造成整體性不夠或抗震能

力不足，有必要進行整體建模計算，仔細分析結果，設計時適當預留一定的安全空間，切忌“拍腦袋”設計。

4）、對構件的設計要充分考慮到施工方便和施工可能產生的缺陷；還要加強對每個施

工工序的驗收，這樣既能發(fā)現(xiàn)設計之前未能考慮到的問題，又能起到施工監(jiān)督作用。

5）、圖紙表達應詳細準確。新工程與以前類似工程的施工過程相差無幾，而加層則具有各自的特殊性，因為加層工作既有新構件的制作，又有對原有結構的加強處理。

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。