孫達(dá)

摘要：通過(guò)具體工程的設(shè)計(jì)過(guò)程分析加層加固項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和步驟，并作出經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：加固 加層 結(jié)構(gòu)可靠性鑒定 鋼結(jié)構(gòu)

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(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)

目前，許多建筑物受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和建筑技術(shù)制約，使用功能和結(jié)構(gòu)形式已不能滿足時(shí)代需要，若將這些建筑拆除后重新規(guī)劃建設(shè)，許多城市經(jīng)濟(jì)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(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用的目的。

大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)常接觸的項(xiàng)目多為新建項(xiàng)目，如果初次碰到這種加層加固改造項(xiàng)目通常會(huì)有一種無(wú)從下手的感覺(jué)，因?yàn)楦脑祉?xiàng)目乍看之下似乎比較復(fù)雜，牽涉到許多因素，有很多問(wèn)題需要考慮，比如，對(duì)原有建筑結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行鑒定；對(duì)加層結(jié)構(gòu)類型的選用；對(duì)加固手段的選用；新建部分結(jié)構(gòu)與原有建筑結(jié)構(gòu)銜接的處理；對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要預(yù)先考慮施工難度等等。

其實(shí)只要根據(jù)具體項(xiàng)目的現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)分析，又能吃透原有圖紙，再加上有一定的結(jié)構(gòu)加固經(jīng)驗(yàn)的話其實(shí)并不難。下面介紹一下筆者一個(gè)高層加層加固改造項(xiàng)目，通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目我們可以初步了解加層改造項(xiàng)目的一些要點(diǎn)。

一、 建筑概況：

溫嶺國(guó)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(jī)房層有2層，原建筑物高度約為60米，出屋面電梯機(jī)房頂為68.1米，結(jié)構(gòu)類型為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樓蓋采用的是主次梁樓蓋體系，基礎(chǔ)類型為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

溫嶺地區(qū)抗震設(shè)防烈度低于6度，該建筑物可不進(jìn)行抗震設(shè)防。

溫嶺地區(qū)基本風(fēng)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(yīng)甲方要求，本工程于2010年對(duì)主樓進(jìn)行改造，其中對(duì)原有結(jié)構(gòu)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(wǎng)與標(biāo)準(zhǔn)層相同，其主要功能為辦公和會(huì)議。改造時(shí)建筑物已使用時(shí)間約為10年。加層部分設(shè)計(jì)使用年限為25年。

三、 建筑鑒定：

根據(jù)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)原施工圖紙進(jìn)行復(fù)查計(jì)算，設(shè)計(jì)比較安全，構(gòu)造與改造設(shè)計(jì)時(shí)的現(xiàn)行規(guī)范相差不大，樁基礎(chǔ)承載力富裕量較大；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)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(cè)壁略有滲漏，其它基本完好，結(jié)構(gòu)無(wú)明顯裂縫。

四、 設(shè)計(jì)分析：

1）、通過(guò)對(duì)原有結(jié)構(gòu)分析并計(jì)算，考慮到正常使用已10年，建筑物自重引起的基礎(chǔ)沉降已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定，且基礎(chǔ)承載力富裕較大，經(jīng)初步估算，加層引起的荷載增加不會(huì)對(duì)原有建筑的基礎(chǔ)安全及使用造成影響；

2）、對(duì)原有豎向承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件剪力墻、框架柱的承載力復(fù)核結(jié)果為：標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(jié)合，經(jīng)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(shè)計(jì)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(jīng)計(jì)算決定對(duì)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(gè)措施：a. 為減少原屋面的結(jié)構(gòu)自重，將屋面保溫層等建筑面層部分敲除，采用質(zhì)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(zhì)墻材，外墻則與建筑協(xié)調(diào)，盡量采用玻璃幕墻；c.新增結(jié)構(gòu)框架部分采用鋼結(jié)構(gòu)，這樣自重比直接采用混凝土結(jié)構(gòu)輕得多，施工工期也比較短，對(duì)原有結(jié)構(gòu)影響也能降至最低；

5）、鋼結(jié)構(gòu)與原混凝土結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)采用鉸接連接，減少新增結(jié)構(gòu)引起的附加內(nèi)力對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響，但連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和施工必須可靠；

6）、本工程所在地區(qū)為非抗震設(shè)防地區(qū)，因此主要的側(cè)向力為風(fēng)荷載，對(duì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)抗震性能要求不高，但新增結(jié)構(gòu)應(yīng)與原結(jié)構(gòu)變形相協(xié)調(diào)，本工程通過(guò)將設(shè)計(jì)新增部分結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)共同建模計(jì)算，模擬出接近真實(shí)的受力變形情況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)；

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

8）、正式施工時(shí)應(yīng)先做好加固的步驟而后進(jìn)行加層施工。

五、 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

從這個(gè)工程可以了解到，加層房屋系新舊房屋的結(jié)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(diǎn)又有新建舊有房屋的特點(diǎn)，因此加層加固工程的設(shè)計(jì)要安全可靠，需要做到以下幾點(diǎn)：

1）、必須對(duì)工程的來(lái)龍去脈及現(xiàn)狀有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)；這就需要在設(shè)計(jì)前期把工程的原

圖紙等資料收集齊全，對(duì)圖紙應(yīng)進(jìn)行重新計(jì)算復(fù)核，一方面可以對(duì)工程做一個(gè)全面的了解，一方面也可能發(fā)現(xiàn)一些潛在的隱患，及時(shí)補(bǔ)救；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行充分調(diào)查，必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)鑒定部門對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定；

2）、應(yīng)與建筑專業(yè)設(shè)計(jì)人員密切配合，所選結(jié)構(gòu)類型與建筑功能及造型相協(xié)調(diào)，盡量減輕結(jié)構(gòu)自重，盡量利用原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件但應(yīng)避免利用安全性不明的構(gòu)件。

3）、加層結(jié)構(gòu)類型的選定應(yīng)慎重，否則新舊結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，會(huì)造成整體性不夠或抗震能

力不足，有必要進(jìn)行整體建模計(jì)算，仔細(xì)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)預(yù)留一定的安全空間，切忌“拍腦袋”設(shè)計(jì)。

4）、對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要充分考慮到施工方便和施工可能產(chǎn)生的缺陷；還要加強(qiáng)對(duì)每個(gè)施

工工序的驗(yàn)收，這樣既能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)之前未能考慮到的問(wèn)題，又能起到施工監(jiān)督作用。

5）、圖紙表達(dá)應(yīng)詳細(xì)準(zhǔn)確。新工程與以前類似工程的施工過(guò)程相差無(wú)幾，而加層則具有各自的特殊性，因?yàn)榧訉庸ぷ骷扔行聵?gòu)件的制作，又有對(duì)原有結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)處理。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。