陳晗 張錦濤

某辦公大樓因建筑功能改變，需對原框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。改造后部分區(qū)域的荷載成倍增加，由此造成原結(jié)構(gòu)部分鋼筋混凝土框架柱、框架梁、次梁及樓面板承載力不足，需要進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。以該工程為背景，探討了鋼筋混凝土構(gòu)件加固的常用方法及適用條件，可為加固設(shè)計(jì)人員提供參考。

改造； 荷載增加； 構(gòu)件加固

TU746.3 A

［定稿日期］2022-05-09

［作者簡介］陳晗（1994—），男，本科，助理工程師，從事結(jié)構(gòu)鑒定及加固設(shè)計(jì)工作。

為滿足生活和工作環(huán)境的需要，會對原有房屋進(jìn)行維修改造。在改造過程中，最為常見的就是因荷載增加而造成部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力不足的問題。應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，綜合考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，確定最優(yōu)的加固方案。

1 工程概況

某辦公樓位于四川省綿陽市，為一棟地上5層地下1層的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋，基礎(chǔ)為柱下梁板式筏基，第一層結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。該房屋于2006年開工，2007年主體結(jié)構(gòu)竣工。現(xiàn)某單位擬將第一層進(jìn)行改造，改造后作為機(jī)房等功能使用。

該房屋安全等級為二級，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓為0.3 kN/mm2，工程建筑場地類別為II類，場地地震基本烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.050g。改造后建筑能功能及荷載見表1。由此可以看出，本工程涉及的改造范圍不大，但部分區(qū)域荷載增加較多，因此在技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的前提下選取適當(dāng)?shù)募庸谭椒ㄊ窃O(shè)計(jì)的重難點(diǎn)。

2 結(jié)構(gòu)加固計(jì)算

采用中國建筑科學(xué)研究院有限公司PKPM系列軟件建立空間結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析，模型簡圖見圖2。根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出結(jié)論：擬改造區(qū)域的地基基礎(chǔ)承載力滿足規(guī)范要求；房屋結(jié)構(gòu)總體參數(shù)（位移比、質(zhì)量比、剛度比及周期比等）滿足規(guī)范要求；剪力墻承載力滿足規(guī)范要求；部分鋼筋混凝土柱、梁及板承載力不滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

3.1 框架柱加固設(shè)計(jì)

根據(jù)空間模型計(jì)算結(jié)果，考慮安全適用、經(jīng)濟(jì)合理及現(xiàn)場施工的要求，當(dāng)混凝土柱縱向配筋不足但相差較小或水平方向配筋不足時(shí)，采用外包型鋼的方式進(jìn)行加固。當(dāng)混凝土柱軸壓比超限或縱向及水平向配筋均不足時(shí)，采用增大截面的方式進(jìn)行加固設(shè)計(jì)（圖3）。

3.2 框架梁及次梁加固

根據(jù)空間模型計(jì)算結(jié)果，考慮安全適用、經(jīng)濟(jì)合理及現(xiàn)場施工的要求，因該項(xiàng)目主梁受彎承載力、加密區(qū)箍筋配筋不滿足要求且相差較大時(shí)，采用增大截面的方式進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。部分次梁的梁頂或梁底配筋不足，采用粘貼纖維復(fù)合材和直接剪切型錨栓鋼板加固法進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。項(xiàng)目采用的直接剪切型錨栓鋼板加固法與傳統(tǒng)的粘貼鋼板加固法相比，能實(shí)現(xiàn)錨栓與鋼板在縱向受力方向上的無間隙安裝，從受力開始即實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，最大限度利用材料承載能力，提高構(gòu)件剛度，限值裂縫發(fā)展；同時(shí)也徹底消除粘貼鋼板加固固有的剝離風(fēng)險(xiǎn)，打破對承載力提高幅度的限值（圖4）。

3.3 樓面板加固

根據(jù)空間模型計(jì)算結(jié)果，該項(xiàng)目部分區(qū)域原有樓面板承載力不滿足要求，且相差較大，常用的粘貼鋼板或纖維復(fù)合材等加固法將不適用?？紤]到原有樓面板為雙層雙向配筋及層高限制等因素，采用增設(shè)支點(diǎn)加固法對樓面板進(jìn)行加固。具體措施為在1層新增HN400×200×8×13的鋼梁，鋼梁與原結(jié)構(gòu)連接見圖5。

4 結(jié)束語

（1）針對房屋結(jié)構(gòu)實(shí)際出現(xiàn)的問題，應(yīng)綜合考慮加固方案的適用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等，確定最優(yōu)的加固方案。

（2）本文針對綿陽某房屋構(gòu)件承載力不足問題，使用了增大截面法、包鋼法、粘貼纖維復(fù)合材法、直接剪切型錨栓鋼板法及增設(shè)支點(diǎn)法對其進(jìn)行加固，既解決了問題，又有很好的經(jīng)濟(jì)效益。本文的研究工作，對類似的結(jié)構(gòu)加固有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)［1］ 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50367-2013［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［2］ 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB50009-2012［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［3］ 馬建偉，郝會芬.北京出版社辦公樓加固改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.四川建筑科學(xué)研究，2014，40（5）：100-104.