王宇緯， 陳繁榮， 林孝和， 文仕強(qiáng)

(1. 中國聯(lián)合工程公司，浙江杭州 310000； 2. 中建三局集團(tuán)有限公司成都分公司，四川成都 610000)

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杭州某加固工程項目探討研究

王宇緯1， 陳繁榮1， 林孝和1， 文仕強(qiáng)2

(1. 中國聯(lián)合工程公司，浙江杭州 310000； 2. 中建三局集團(tuán)有限公司成都分公司，四川成都 610000)

【摘要】文章介紹了杭州某項目加固改造實例，對原結(jié)構(gòu)和現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析計算，利用加大截面加固法對結(jié)構(gòu)部分梁進(jìn)行了加固設(shè)計，供結(jié)構(gòu)工程師參考。

【關(guān)鍵詞】加大截面加固法；體系加固法；加固改造

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國建筑工程規(guī)模突飛猛進(jìn)，在過去的三十多年里，大量的建筑拔地而起。在這些建筑拔地而起的同時，很多建筑物由于功能的改變需要加固改造，這些對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程師提出了較高要求?，F(xiàn)有加固技術(shù)主要分為兩大類，第一類為體系加固方法，第二類構(gòu)件加固方法。本文結(jié)合工程實例對相關(guān)的加固技術(shù)進(jìn)行介紹分析，供廣大工程技術(shù)人員參考。

1項目概況

本項目位于浙江杭州市下沙區(qū)，于2012年建成，地下1層，地上4層，為框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6級，框架抗震等級為三級，場地類別為三類。根據(jù)建筑功能改變，結(jié)構(gòu)體系需要改變，需新增構(gòu)件，從而形成新的體系。項目變更后建筑第三層平面布置見圖1。

圖1　項目變更后第三層建筑平面

從圖1中可以看到，變更后建筑物第三層為電影院。第三層層高為10.55 m，原結(jié)構(gòu)第四層需改造為電影院上空，屋面層對應(yīng)電影院區(qū)域不再覆土。由于電影院對凈空要求比較高，原本三層和四層兩層商店改造為一層，在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上需要鑿除第四層相關(guān)區(qū)域的梁板柱，從而為電影院創(chuàng)造條件。由于變更后電影院兩個柱子(圖2(b)所示需改造柱子)不再通到屋面層，原屋面層相應(yīng)結(jié)構(gòu)梁跨度相應(yīng)增加，為16.8 m，結(jié)構(gòu)梁需進(jìn)行加固設(shè)計，本文著重介紹屋面層梁的加固方法。

經(jīng)過查閱項目原設(shè)計圖紙及施工單位的施工資料，根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果和建筑需要，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。現(xiàn)第三、屋面層局部結(jié)構(gòu)平面布置如圖2所示。其中第四層為電影院上空，本文省略。

2加固方法選擇

由于柱子的取消，梁的跨度加大，需要增加梁的承載能力，可考慮多種方案。

(1)方案一：考慮外貼型鋼法。讓新增的型鋼和被加固的構(gòu)件共同作用形成一個受力體系，以增強(qiáng)被加固構(gòu)件的抗彎能力和抗剪能力，從而進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的安全度。本法施工方便，現(xiàn)場工作少，工期較短，對原建筑結(jié)構(gòu)的自重、外觀、截面面積、凈空無明顯影響，能夠有效提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和承載能力。其缺點是加固施工對粘貼鋼板這一環(huán)節(jié)要求嚴(yán)格，粘貼時所用結(jié)構(gòu)膠要求強(qiáng)度高、粘接力強(qiáng)、彈性模量高，后期需定時維護(hù)，后期維護(hù)費用較大。由于電影院對工程質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，無法滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件定期維護(hù)這一安全措施，本方案予以排除。

(2)方案二：考慮增大截面法。增大截面法作為一種經(jīng)典的建筑物加固技術(shù)，借助建筑物的構(gòu)件外表面增大其截面面積，從而增加建筑構(gòu)件的承載能力和整體剛度。本方法我國有長期的使用經(jīng)驗，施工簡單，適應(yīng)性強(qiáng)。它的缺點是施工期長，構(gòu)件尺寸的增大可能會影響建筑使用功能。

由上分析可知，本項目需加固梁較為適合采用增大截面法來加固，業(yè)主單位也較為認(rèn)可這個方案。但是由于本項目電影院對凈空有較高要求，不允許結(jié)構(gòu)梁往下加大截面，經(jīng)過多方考慮，決定將在z1和z2、z3和z4(圖2(b))之間設(shè)置新增梁，在抽掉柱子的地方3 m范圍內(nèi)考慮外包梁，在z1、z2、z3、z4上設(shè)置小柱墩。

(b)屋面層局部結(jié)構(gòu)平面圖2　局部結(jié)構(gòu)平面

此法較為安全可靠，由新增梁承受了屋面荷載，由外包梁充當(dāng)了被抽掉柱子的作用，同時考慮到實際功能需要的同時利用了原有有價值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，避免了一些不必要的拆除，需拆除部位少，施工難度降低。本工程采用方案二進(jìn)行加固。

3結(jié)構(gòu)計算分析

按照現(xiàn)使用功能要求建立PKPM模型，計算圖2(b)屋面層新增梁和外包梁所需配筋，考慮到新增梁在z1、z2、z3和z4處有小柱墩支撐，為鉸接連接。新增梁截面考慮為500 mm×1 600 mm，抽掉其中柱子，其余構(gòu)件不變。可以從pkpm計算中看到，新增梁在抽掉柱子處梁底所需最大配筋為101 cm2，在柱墩處梁面鋼筋為20 cm2。新增梁在配足鋼筋后符合現(xiàn)結(jié)構(gòu)的要求。

根據(jù)以上計算分析及文獻(xiàn)[1]、文獻(xiàn)[2]相應(yīng)規(guī)定，圖2(b)屋面層局部部位加固施工見圖3。

(a)屋面層局部放大處結(jié)構(gòu)

(b)大樣1

(c)大樣2圖3　屋面層局部放大處結(jié)構(gòu)

4結(jié)束語

本文就某具體工程實例介紹分析了體系加固法和構(gòu)件加固法，主要對屋面層梁進(jìn)行了加固。介紹了外貼型鋼法和加大截面法的適用性，確定了加大截面法作為本工程的加固方法，通過PKPM軟件，對新增梁的配筋進(jìn)行分析計算，最后確定了加固的具體方法?？梢钥吹皆诩庸淘O(shè)計中需要具體問題具體分析，本工程選取的方法具有較高的經(jīng)濟(jì)性和便捷性，得到了業(yè)主單位的高度認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

[1]GB 50367-2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].

[2]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.建筑結(jié)構(gòu)加固施工圖設(shè)計表示方法 建筑結(jié)構(gòu)加固施工圖設(shè)計深度圖樣(2008年合訂本)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[作者簡介]王宇緯(1989～)，男，碩士研究生，助理工程師；陳繁榮，男，高級工程師；林孝和，男，工程師；文仕強(qiáng)，男，助理工程師。

【中圖分類號】TU746.3

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-04