某老旧框架结构的检测鉴定及加固优化设计

陈 力 军

(山西省建筑科学研究院有限公司，山西 太原 030001)

近年来，随着经济的快速发展，由于建筑功能改造的需求，对老旧房屋进行加固的案例越来越多，但如何准确的对老旧房屋的现状质量进行检测鉴定，并提出最优的加固设计方案是一个难点。本人通过对某老旧框架结构房屋的检测鉴定，结合业主的改造内容及要求进行了优化加固设计。

1 工程概况

某煤矿浴室、更衣室为3层(局部5层)框架结构，建筑始建于20世纪80年代，无地下室，建筑平面为矩形，长约73.2 m，宽约20.7 m，建筑面积约为3 941 m2。建筑柱基础采用钢筋混凝土独立柱基，围护墙体为实心砖砌体。

2 检测鉴定情况

2.1 现场检查

建筑内外观质量较差，室内外表观陈旧，部分梁、板存在露筋、混凝土剥落现象，室内墙体抹灰层有脱落现象。经现场检查发现浴池上方梁板普遍存在钢筋外露、锈蚀、混凝土剥落现象，特别是以下区域特别严重：1层3-5/C-E轴间梁板；2层3-5/C-E轴间梁板、2层6-8/C-E轴间梁板；3层3-5/C-E轴间梁板、3层6-8/C-E轴间梁板。

2.2 配筋状况检查

根据建筑实际状况采用钢筋扫描仪对结构构件进行钢筋扫描，从而揭示构件配筋状况是否满足设计及标准要求。具体测量项目包括：构件主筋数量、箍筋间距、加密区高度及楼板混凝土钢筋保护层厚度、纵横向配筋间距等。由检测结果可见该楼梁、柱主筋数量和箍筋间距基本符合原设计要求，钢筋的保护层厚度部分位置偏大，楼板配筋间距基本符合原设计要求，钢筋的保护层厚度部分位置偏小，存在钢筋外露现象。

2.3 混凝土强度检测

依据GB/T 50344—2004建筑结构检测技术标准及JGJ/T 384—2016钻芯法检测混凝土强度技术规程相关规定，对建筑混凝土构件随机抽样检测，共钻取混凝土芯样24个，经芯样切割加工、自然干燥后，通过室内无侧限抗压试验提出强度。由检测结果可见：该楼所取24个芯样中，现龄期混凝土抗压强度均大于200号(C18)的要求，可见该楼现龄期混凝土抗压强度可满足原设计200号(C18)的要求。

2.4 检测鉴定结论

1)浴室、更衣室内外观质量较差，部分混凝土构件存在钢筋外露、锈蚀、混凝土剥落现象，尤其是在浴池范围的混凝土构件破损比较严重。

2)浴室、更衣室的安全性等级为CSU级，即安全性不符合本标准对ASU级的规定，显著影响整体承载。

3)浴室、更衣室的结构体系传力不明确,不完全属于框架结构，墙体已经承受一部分荷载，并不属于非承重砖墙，因此拆除墙体前需先对梁进行加固。

4)浴室、更衣室抽检的混凝土芯样现龄期抗压强度较高，满足原设计200号(C18)的要求。

3 改造内容及要求

业主需要将原有的浴室、更衣室、走廊之间的墙体全部拆除，改造为一个大空间的制衣车间，人员比较密集，设备及产品重量较大，造成原有结构承载力不足，故需要进行结构加固。

4 加固设计方案的优化

4.1 计算条件

采用PKPM结构计算软件对框架结构进行建模验算，材料强度按照实测数据取值，抗震设防裂度为7度，加速度为0.1g，分组为第二组，本工程加固后使用年限30年。

4.2 地基基础

本楼基础为柱下独立基础，并设有地梁，基础下部为基岩，岩层较坚硬，为弱风化岩，承载力较高，故本次未对地基基础进行加固。

4.3 框架柱的加固

经计算分析，框架柱轴压比可以满足规范要求，但部分框架柱配筋率较低，不能满足要求，需要对框架柱进行加固。较常见的柱的加固方法是外包钢加固和粘钢板加固。外包施工较复杂，但可以较大幅度的提高混凝土柱的受压及受拉承载力，粘钢加固法施工方便，但对柱受压承载力提高较小。经分析比较，本工程采用施工较为简便的柱粘钢加固从而达到较好的加固效果，并优化了柱加固的数量，减少了工程量，提高了经济效益，具体加固平面图见图1。

在框架柱根部增设角钢，纵向钢板与角钢等强焊接，角钢与原基础采用M20螺栓连接，螺栓用结构胶植入原基础，加固详图如图2所示。

4.4 框架梁的加固

由于原结构结构体系传力不明确,不完全属于框架结构，实心墙体已经承受一部分荷载，并不属于非承重砖墙，因此拆除墙体前需先对承重大梁进行加固，加固方法采用粘钢的方法进行加固，具体做法为：先将楼面活荷载全部清除，对周边梁板做好临时支撑，然后拆除梁下500 mm高的墙体(保证足够施工操作空间即可)，对梁进行粘钢加固，最后再整片拆除墙体。

4.5 楼板的加固

1)对钢筋外露、锈蚀严重的楼板采用粘碳纤维布的方法进行加固。先将原有钢筋外露锈蚀之处进行除锈，并采用高强度灌浆料进行修补，最后在板底进行粘贴纤维布的施工，粘碳纤维布加固具有施工操作简单、工期短的优点。2)对浴池部分的楼板，需要将原有混凝土底板及上半部分大梁拆除，然后进行补板施工，施工难度较大。施工过程中需要做好临时支撑，拆除时应采用静力切割，减小对原结构的扰动，拆除剖面如图3所示。拆除完成后，对梁进行粘钢加固，并在两侧面增设角钢，然后将压型钢板放置在角钢上，浇筑楼板混凝土(见图4，图5)。

5 结语

经过加固改造本工程取得了良好的效果，既保证了结构承载的安全，又实现业主改造要求，将原有的浴室、更衣室、走廊之间的墙体全部拆除，改造为一个大空间的制衣车间，又通过优化设计减小了对业主生产生活的影响。需要说明的是，部分老旧房屋建设年代早、施工不规范、结构传力体系不明确，在改造过程中应引起足够重视，拆除填充墙体及梁板时，必须做好临时支撑体系，保证施工过程中的安全。