研發(fā)樓結(jié)構(gòu)加固設(shè)計研究

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摘要：本文通過工程實例，對續(xù)建建筑的加固設(shè)計過程進行了分析和總結(jié)；對加固過程中采用的加固方法給出了典型詳圖；對加固設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題進行了分析，并提出了幾點處理意見。

關(guān)鍵詞：抗震鑒定；增大截面加固法；外粘型鋼加固法；植筋間距；短柱

1工程概述

本項目位于上海市紫竹科學(xué)園區(qū)，基地建設(shè)用地面積約6250m2，總建筑面積約20000m2。設(shè)計施工周期較長，分為如下三個階段：2012年擬建一棟7層研發(fā)樓，地下兩層地下車庫，地上一層層高5.5m，其它層層高4.2m，建筑高度約31m，采用框架結(jié)構(gòu)。在施工完成兩層地下車庫后項目暫停。2014年擬修改建筑功能為電影院，地上共5層，其中1、2、3層設(shè)局部夾層，建筑高度仍為31m左右。柱網(wǎng)仍基本沿用原設(shè)計，主要調(diào)整為在單體西側(cè)增設(shè)一排框架柱（5根），在北側(cè)增加2根柱子，此7根柱子在地庫頂板進行轉(zhuǎn)換，另取消5/F軸處原柱網(wǎng)的一根柱子。地下車庫建筑主要調(diào)整為增設(shè)一部自動扶梯至B1層。對已建成的地下車庫進行加固，主要采用增大截面法。但在地下車庫加固施工尚未完成時停工。2017年底項目重新啟動，仍為建設(shè)一棟7層的研發(fā)樓，相比2012年版主要修改內(nèi)容：各層層高調(diào)整，建筑高度調(diào)整為約35m；建筑邊界調(diào)整，對結(jié)構(gòu)影響為四邊懸挑板跨度調(diào)整；一層主入口處調(diào)整為局部越層；部分樓層樓面活荷載調(diào)整；設(shè)備井道調(diào)整。結(jié)構(gòu)體系仍采用框架結(jié)構(gòu)。2018年7月現(xiàn)場施工至七層樓板時，應(yīng)業(yè)主要求，增加兩部1層至屋面層的樓梯，進行整體加固設(shè)計與施工，如圖1所示。

2抗震鑒定報告加固方案專項論證報告

本項目地下車庫建造于2012年，地上部分于2018年新建（續(xù)建），根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009），《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》（DGJ08-81-2015）等規(guī)范要求，屬于C類建筑，應(yīng)遵循現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范進行加固與新建部分的設(shè)計。根據(jù)上海寶冶工程技術(shù)有限公司房屋質(zhì)量檢測站出具的《房屋抗震鑒定報告》，主要結(jié)論如下：原地下車庫梁、板、柱的混凝土強度基本滿足原設(shè)計要求；結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋及構(gòu)造等措施基本符合鑒定要求；混凝土柱垂直度滿足規(guī)范要求；地庫內(nèi)樓板存在板底結(jié)露、混凝土樓板裂縫、板底及混凝土梁底存在明顯鋼筋銹蝕痕跡、部分梁底露筋，應(yīng)結(jié)合加固施工，對這些損傷進行對癥修繕；經(jīng)驗算，地庫內(nèi)部分混凝土梁、柱構(gòu)件承載力不滿足計算要求，部分柱軸壓比超過規(guī)范規(guī)定限值，應(yīng)對這些構(gòu)件采取加固補強措施。將地上新建部分與原地下車庫整體建模計算，結(jié)合《房屋抗震鑒定報告》，確定地下結(jié)構(gòu)工程加固方案，編制《地下結(jié)構(gòu)加固論證報告》。主要包括工程概況、新建結(jié)構(gòu)總體設(shè)計、針對工程質(zhì)量結(jié)構(gòu)檢測報告質(zhì)量及外觀缺陷采取處理措施、地下結(jié)構(gòu)工程加固方案、地下室及基礎(chǔ)相關(guān)計算書等五部分內(nèi)容。由建設(shè)單位組織不少于3名相關(guān)專家召開了針對地下結(jié)構(gòu)加固方案的論證會，并形成會議意見。專家建議地下主要受力構(gòu)件均宜優(yōu)先采用增大截面的加固方法。因為2014年擬建電影院進行地下室加固時，現(xiàn)場未經(jīng)相關(guān)部門驗收，中途停工，故由建設(shè)單位組織總包單位和檢測單位，根據(jù)2014年版地下室加固圖紙，結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行比對，在圖紙上標(biāo)示處已施工部分和未施工部分，并簽字發(fā)設(shè)計單位。設(shè)計單位收到書面資料后，到現(xiàn)場進一步核實。

3結(jié)構(gòu)加固設(shè)計

3.12017年原地下室加固設(shè)計。（1）將地上新建部分和地下已建部分按照現(xiàn)行規(guī)范整體建模計算，因新建部分功能、層數(shù)與2012年最初版本基本相同，建筑高度、各層層高、局部區(qū)域荷載、各層面積雖然均有一定的調(diào)整，但基本仍在原來的框架內(nèi)，變化幅度不大，經(jīng)建模計算，地上仍可采用框架結(jié)構(gòu)及原柱網(wǎng)，故地下室加固范圍即為對原梁板柱的加固，無新增剪力墻等抗側(cè)力構(gòu)件。（2）根據(jù)2012年原圖及現(xiàn)計算模型，復(fù)核樁基及基礎(chǔ)設(shè)計。原樁基設(shè)計未考慮水浮力的有利作用，因上海地區(qū)常年水位較高，本項目為兩層地下室，基礎(chǔ)埋深在10m左右，可考慮一定的水浮力的有利作用，假設(shè)考慮半層高（2~3m）的水頭的作用參與組合，原樁基即可滿足現(xiàn)使用要求，故基礎(chǔ)部分可不進行加固。（3）根據(jù)2012年原圖、現(xiàn)計算模型結(jié)果、2014版加固圖紙及現(xiàn)場核對結(jié)果，逐一復(fù)核梁柱配筋。對原配筋不滿足現(xiàn)計算結(jié)果的構(gòu)件均需進行加固。結(jié)合前述專家論證會意見，除個別次梁外，本工程梁柱均采用增大截面法進行加固。典型加固詳圖如圖2所示。3.22018年整體加固設(shè)計。2018年7月，現(xiàn)場施工至七層時，接建設(shè)單位通知，需要在地上部分首層~屋面層另外增加兩部樓梯。（1）可行性判斷。因樓梯在結(jié)構(gòu)平面上被認定為樓板開洞，需判斷增加兩部樓梯是否會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)樓板開洞面積大于30%，樓板有效寬度小于50%等新的平面不規(guī)則類型。本工程因入口大廳處越層，二層樓板處本已存在樓板不連續(xù)的不規(guī)則情況，且之前設(shè)計中已針對此項不規(guī)則采取了進行樓板應(yīng)力分析、加厚樓板厚度、加強樓板配筋等措施，增加兩部樓梯并未導(dǎo)致出現(xiàn)新的不規(guī)則類型。（2）因新增樓梯的高度范圍為首層~屋面層，且上海市規(guī)定樓梯間四周梁柱均應(yīng)提高一個抗震等級，此項修改對結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)及配筋均有一定的影響，應(yīng)整體計算復(fù)核并整體加固。（3）建模計算，根據(jù)計算結(jié)果及時修改7層以上未施工區(qū)域的梁板柱施工圖發(fā)現(xiàn)場，盡量減少后期加固對主體影響范圍。（4）核對模型計算結(jié)果和7層以下原圖紙配筋，對新增樓梯開洞部位及周邊、其它配筋不足部位進行加固設(shè)計。此時如地上結(jié)構(gòu)采取增大截面加固法，框架柱及框架梁截面增大將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體剛度增大，進一步導(dǎo)致整體地震力增大，可能出現(xiàn)較大范圍的配筋不足問題。綜合考慮后，框架柱采用外粘型鋼加固法，框架梁采用增大截面加固法和粘貼鋼板加固法，次梁采用增大截面加固法。實際計算后證明，此加固方法較有效控制了加固影響范圍。典型加固詳圖如圖3所示。

4其它注意事項

4.1植筋邊距與間距對截面的影響。加固過程中需廣泛使用到植筋技術(shù)，根據(jù)規(guī)范要求，植筋與混凝土邊緣距離不宜小于5d，且不宜小于100mm，當(dāng)混凝土中配筋滿足一定要求時，植筋與邊緣的最小距離可適當(dāng)減少，但不應(yīng)小于50mm，植筋間距不應(yīng)小于5d。這要求我們在采用增大截面加固法時，細致考慮鋼筋間距與排布的問題。如梁加高時底部需采用4根直徑25mm的鋼筋，則需梁寬度不小于450mm時，方可滿足植筋間距的要求。在加固梁正截面承載力時，也可根據(jù)計算結(jié)果控制需植入柱子的鋼筋根數(shù)，使一部分底部鋼筋不錨入框架柱，降低施工難度，保證植筋質(zhì)量。地下室為已建，地上為新建建筑時，地上一層框架柱截面同地下室加固后柱截面或略小于時，可利用地下加固新增鋼筋直接向上延伸，避免首層柱鋼筋需在地下柱原截面內(nèi)植筋，鋼筋排布及現(xiàn)場施工操作難度較大。4.2短柱問題。《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》第6.1.2條規(guī)定，加固后的框架應(yīng)避免形成短柱、短梁或者強梁弱柱。本工程地下一層被加固的柱子原截面900mm×900mm，柱凈高4.1m，加固后柱截面1100mm×1100mm，如按照柱凈高與柱截面高度之比Hn/h計算，則這些柱子加固后變成了短柱，但因地下室頂板為嵌固端，地下部分框架柱承擔(dān)的地震剪力較小，按照實際的剪跨比公式Mc/Vch0計算后，剪跨比均大于2，并非短柱。地上部分框架柱如采用增大截面加固法，每邊需增加80mm以上，則截面寬度高度至少會增加160mm以上，局部樓層原本即存在短柱，局部樓層將出現(xiàn)新的短柱，增大截面進一步減小了框架柱的剪跨比，降低了柱子的變形能力，對抗震不利，故地上采用外粘型鋼法加固框架柱也有此方面因素的考慮。4.3外粘型鋼加固柱的延伸段問題。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》要求，外粘型鋼的兩端應(yīng)有可靠的連接和錨固。對柱的加固，角鋼下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)；中間應(yīng)穿過各層樓板，上端應(yīng)伸至加固層的上一層樓板底或屋面板底。《抗震抗震加固技術(shù)規(guī)程》、上海市《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》對此也均有類似的規(guī)定。本工程采用外粘型鋼加固框架柱，比對模型計算結(jié)果和原配筋時，每層需進行加固的僅為個別柱，因規(guī)范對外粘型鋼加固柱延伸段的要求，六層需加固柱的角鋼延伸至七層頂樓板（即屋面板）板底，各層需加固柱的角鋼向下均延伸至地下室基礎(chǔ)頂。4.4防腐和防火問題。當(dāng)采用粘貼碳纖維、粘貼型鋼、鋼板方法對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固時，除應(yīng)要求其從竣工之日起，業(yè)主應(yīng)至少每隔十年對構(gòu)件的工作狀態(tài)進行檢查外，尚應(yīng)注意其表面防護問題。碳纖維加固表面應(yīng)采用25mm厚1：3水泥砂漿防護；粘鋼加固表面應(yīng)首先進行除銹和清潔處理，涂刷防銹漆兩道后采用25mm厚1：3水泥砂漿防護，也可采用其他具有防腐蝕和防火性能的飾面材料加以保護；當(dāng)處于2a類環(huán)境時，應(yīng)進一步加大保護層厚度。

5結(jié)語

（1）改建、擴建、續(xù)建工程均應(yīng)進行抗震鑒定，比較復(fù)雜的尚應(yīng)組織專家召開加固方案論證會。（2）現(xiàn)有建筑抗震加固應(yīng)根據(jù)抗震鑒定結(jié)果、使用功能、施工便宜性、后續(xù)使用年限等綜合考慮，確定合理的加固方案。（3）加固設(shè)計過程中應(yīng)注意植筋間距對鋼筋排布的影響，采用增大截面加固法時應(yīng)避免形成短柱降低柱的抗震變形能力，粘貼碳纖維和粘貼鋼板加固后應(yīng)注意采取表面防護措施，滿足防腐蝕和防火要求。

參考文獻

[1]《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ116-2009）.中國建筑工業(yè)出版社.

[3]《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》（DBJ08-81-2015）（上海市）.同濟大學(xué)出版社.

[4]紫竹創(chuàng)意港A區(qū)131#地下車庫抗震鑒定報告.上海寶冶工程技術(shù)有限公司房屋質(zhì)量監(jiān)測站.

[5]混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造（13G311-1）.中國計劃出版社.[6]《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2013）.中國建筑工業(yè)出版社.

作者:梁晶晶 單位:信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院