張雪鵬（山西省建筑設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030013）

某省會城市工人文化宮，始建于1956年，1958年竣工后投入使用，是該市一座重要的政治、經(jīng)濟(jì)、文化活動場所。裝飾風(fēng)格以太陽花向日葵為主，散發(fā)著濃烈中國歷史氣息。為該市目前唯一一座保存完整的仿蘇聯(lián)風(fēng)格且充分融入中國特色的建筑。于2009年該文化宮被市規(guī)劃委員會列為市歷史建筑。但由于各種歷史的原因限制和新時代工人文化活動的繁榮，使得該文化宮難以趕上時代的步伐，逐步產(chǎn)生了各類功能設(shè)施不足、功能流線差及功能用房面積不足、內(nèi)部結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重等問題。長期處于半關(guān)閉狀態(tài)。2019年為配合城市建設(shè)發(fā)展的需要，保護(hù)城市歷史文化，提升城市品質(zhì)，市政府提出對該文化宮進(jìn)行保護(hù)與更新，重新打造城市文化歷史地標(biāo)的要求。于是業(yè)主單位決定對原有建筑進(jìn)行改造擴(kuò)建，讓這座記載了城市變遷的古老建筑重新走進(jìn)大眾生活?？紤]到該建筑為市歷史建筑，經(jīng)相關(guān)部門商議除內(nèi)部劇場部分因現(xiàn)有場地空間不足、設(shè)計老舊難以滿足使用要求進(jìn)行拆除新建外，其余單體部分均在滿足現(xiàn)行使用功能前提下保留原有歷史風(fēng)貌，對原有結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行加固改造。

1 工程概況

該建筑由劇場正廳、劇場、東西展廊及東西展廳幾部分組成。其中文化宮兩側(cè)東西展廳結(jié)構(gòu)形式為磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度為8度（0.20g），設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅲ類。無地下室，地上兩層，一層層高為5.53m，二層層高為5.41m，基礎(chǔ)埋深-3.0m?；A(chǔ)為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，梁、柱、樓板均為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，建成投入使用至今已有六十余年，屬超期服役建筑。并且在后期使用過程中，業(yè)主曾將該部分出租使用，租賃方將其改造為辦公及商業(yè)使用，并在后期使用過程中對原有建筑進(jìn)行大量改造，在部分承重墻體上隨意開洞，在框架柱及承重墻上增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)夾層，對原有結(jié)構(gòu)造成不同程度的破壞。在接到改造任務(wù)，對比現(xiàn)場與原有設(shè)計圖紙且拆除改建部分，鏟除原有抹灰及吊頂后發(fā)現(xiàn)原有承重墻體有局部裂縫且大量不規(guī)則后開洞現(xiàn)象，框架柱保護(hù)層及箍筋破壞嚴(yán)重，部分砌筑砂漿風(fēng)化，樓板開裂明顯，個別框架梁有明顯貫穿裂縫。

2 設(shè)計依據(jù)

根據(jù)檢測單位提供的《工人文化宮建筑主體結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定報告》得知：①現(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)建筑有明顯變形、傾斜，整體變形狀態(tài)良好，且建筑基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，整體性較好，抵抗變形能力較強(qiáng)，地基基礎(chǔ)現(xiàn)狀表現(xiàn)較好，地基基礎(chǔ)安全性等級為Bu級；②砌筑磚強(qiáng)度等級

由第一級鑒定情況可知，第②③兩項(xiàng)指標(biāo)明顯不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009 第 5.2.10條可知，不再進(jìn)行第二級鑒定，評為綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求，要求對房屋采取加固或其他相應(yīng)措施。根據(jù)檢測單位出具的檢測報告及原有設(shè)計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，我方制定如下加固設(shè)計方案、后續(xù)使用年限及設(shè)計原則詳見表1。

表+ 加固設(shè)計方案

3 設(shè)計方案

考慮到該建筑為歷史建筑，甲方要求改造后的建筑修舊如舊，恢復(fù)建筑歷史原貌，盡可能保持原結(jié)構(gòu)外立面完整性。在設(shè)計方案討論時，我方?jīng)Q定采用在原有砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土板墻對原有結(jié)構(gòu)砌體部分進(jìn)行整體性加固并可避免對外立面進(jìn)行影響，使原有結(jié)構(gòu)與新增結(jié)構(gòu)形成一體，共同工作；再采用增大截面法對框架柱進(jìn)行加固，包鋼法對框架梁進(jìn)行加固，粘貼碳纖維布及增加疊合層對樓板進(jìn)行加固，使改造后的結(jié)構(gòu)均滿足規(guī)范要求。

3.1 墻體加固設(shè)計

由于改造完成后東西展廳建筑功能仍為會展及文化長廊，為了滿足消防疏散及實(shí)際使用功能，無法在其內(nèi)部空間增設(shè)砌體橫墻。修補(bǔ)完墻體裂縫后，根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ116-2009第7.3條及第5.3.7條：先采用內(nèi)框架結(jié)構(gòu)增設(shè)板墻建模計算后墻體抗震受壓等各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，又將外墻替換為剪力墻按框架剪力墻結(jié)構(gòu)建模計算后周期位移等計算結(jié)果均符合規(guī)范要求。結(jié)合兩種不同結(jié)構(gòu)體系計算結(jié)果得出改造方案，在提高原有結(jié)構(gòu)的整體性的同時，可將原有結(jié)構(gòu)模擬轉(zhuǎn)換為框架剪力墻結(jié)構(gòu)以解決橫墻間距不足的問題。配筋計算采用兩種模型計算結(jié)果包絡(luò)后，在原有建筑四周原砌體墻內(nèi)側(cè)采用160mm厚Φ8@200雙層鋼筋網(wǎng)片混凝土剪力墻見圖1，并按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，并將新增剪力墻鋼筋植入原有條形基礎(chǔ)，采用加大截面法對其進(jìn)行包裹。剪力墻與原有墻體間增設(shè)L型Φ6@600×600拉筋，使其與原有砌體能夠有效連接形成一個整體。

圖1 雙層鋼筋網(wǎng)片混凝土剪力墻

3.2 框架柱加固設(shè)計

結(jié)合包絡(luò)計算結(jié)果和原有設(shè)計圖紙，發(fā)現(xiàn)原有框架柱配筋、箍筋構(gòu)造間距均不滿足設(shè)計要求，且在原夾層改造時受到破壞嚴(yán)重，根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ116—2009）第6.3.8.2條，設(shè)計時框架柱配筋面積不考慮原有鋼筋作用，在原有框架柱外側(cè)重新布置鋼筋并采用增大截面法將原0.45m框架柱增加至0.65m。箍筋按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置加密區(qū)。新增柱鋼筋也植入原有條形基礎(chǔ)。

3.3 框架梁加固設(shè)計

原框架梁配筋及箍筋構(gòu)造均不滿足設(shè)計要求。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013第9.1條規(guī)定：縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件不應(yīng)采用粘貼鋼板加固法。故采用外包型鋼加固法對原有框架梁進(jìn)行加固。通過計算結(jié)果結(jié)合原有圖紙配筋，在梁底兩側(cè)增設(shè)不同截面的L型鋼以保證框架梁主筋配筋面積要求，并在框架梁通常范圍內(nèi)設(shè)置1U-60×4@100/200型鋼箍與板頂相連，滿足框架梁箍筋加密區(qū)要求。

3.4 樓板加固設(shè)計

原有結(jié)構(gòu)樓板多為60mm厚單向板自身板厚較薄，并且在后期使用過程中經(jīng)過多次裝修，面層做法最厚處達(dá)到300mm，在拆除面層過程中較難控制施工質(zhì)量，導(dǎo)致樓板結(jié)構(gòu)二次破壞，且在剪力墻及框架柱鋼筋貫通穿入樓板時也大面積鉆眼開洞，層高也較高在板底加固施工難度較大。故灌膠修補(bǔ)樓板裂縫后，在原有結(jié)構(gòu)樓板頂部增設(shè)一層60mm厚雙層雙向鋼筋網(wǎng)疊合板，樓板配筋按60厚現(xiàn)澆板計算，荷載計算按新建筑方案加載。用新增樓板受力原有樓板僅作為新增樓板保護(hù)層來考慮，新增樓板在有框架梁處增設(shè)L型Φ6@600×600拉筋，使新增樓板與原有框架梁有效結(jié)合合理傳力。針對局部裂縫比較嚴(yán)重的樓板，防止自身完整性破壞掉落在板底粘貼1×1-50@600×600碳纖維布進(jìn)行加固，保證原有樓板的完整性。

3.5 基礎(chǔ)加固設(shè)計

上部計算完成后，又重新復(fù)核了基礎(chǔ)及地基承載力，根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ116—2009）第4.0.3.1條將原有持力層承載力放大10%后，通過計算對原有基礎(chǔ)不滿足承載力要求部分采用增大截面法增加條形基礎(chǔ)底面面積進(jìn)行加固。

3.6 加固施工順序

明確施工單位在施工工程中的順序，按基礎(chǔ)→框架柱、剪力墻→框架梁→樓板的順序有序開展實(shí)現(xiàn)荷載步步疊加，在加固施工的同時對原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件有效防護(hù)、及時支頂，避免部分構(gòu)件受力不均造成二次破壞。

4 結(jié)語

工人文化宮加固設(shè)計完成后，業(yè)主及相關(guān)部門又組織了專家對設(shè)計進(jìn)行了重大工程專項(xiàng)論證，得到了業(yè)主及專家一致認(rèn)可，認(rèn)為該設(shè)計通過結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換有效提高了結(jié)構(gòu)整體安全性，針對部分薄弱構(gòu)件進(jìn)行了合理加固，并且完好地保留了建筑外部造型，實(shí)現(xiàn)了業(yè)主修舊如舊的要求。后期加固施工進(jìn)行也非常順利，并通過相關(guān)部門驗(yàn)收。投入使用后得到了社會廣泛好評，成為一處市民茶余飯后休閑娛樂理想之地，將一座由于各種歷史原因處于半關(guān)閉狀態(tài)的歷史建筑重新煥發(fā)了光彩，為城市發(fā)展的建設(shè)，提升城市品質(zhì)增添了一道亮麗風(fēng)景。

由于本人的理論水平及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，本文僅是針對該項(xiàng)目的一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識，以上設(shè)計體會與各位同仁共同探討，不足之處敬請賜教。有不妥之處請各位專家批評指正。