某停建框架结构二次设计

何成学 赵智云 张涛

【摘要】以陕西省西安市某停建框架结构的二次设计为例，通过对比分析提出合理可行的加固改造方案，并对加固设计中出现的问题给予相应的解决方法。

【关键词】框架结构；二次设计；加固改造

1.工程概况

本工程始建于2012年，为5层钢筋混凝土框架结构商场（地下2层）。商场已施工至地上2层，由于外部原因停建2年，现根据建设单位要求，将原商场扶梯由两层改为三层，且建筑四层使用功能由综合商业改为电影院。改造完成后1～3层使用功能仍为综合商场，4～5层为电影院（4层以上因影院大空间需求取消相应内部框架柱），同时楼梯与电梯位置做相应的变化。新旧方案的平面布置如下图所示：

a原结构平面布置图 b新结构平面布置图

2加固改造方案

2.1加固改造原则

结构加固方案应根据结构鉴定结论，结合该结构的特点及加固施工条件，按安全可靠、经济合理原则确定。同时加固方法应便于施工，并减少对建筑正常使用功能的影響。结构的静力加固着重于提高结构构件的承载能力；抗震加固着重于提高结构的延性和增强房屋的整体性；地基基础加固成本较高，施工复杂，宜采取不动或少动地基基础[1]。

2.2改造方案

根据加固改造原则及对比新旧建筑方案得出以下改造建议：

1） 新旧方案前后荷载差异较小，对于地基的加固处理预判为不加固或局部加固。

2） 由于方案变化引起结构布置发生相应改变。对于已施工部分，在加固改造过程中应尽量避免破坏原有构件。

3） 本着经济合理、方便施工的原则，采用碳纤维加固法及粘钢加固法。

2.3注意事项

① 本改造加固图纸应与已施工结构图纸等相关资料共同阅读，并采取安全保障措施。

② 本工程必须核对及密切配合建筑、给排水、机电设备施工图，施工前应进行设计交底，如有疑问与设计人员联系，防止错、漏、碰、缺等问题的发生。

③ 已施工部分的图纸仅作参考用，结构布置及尺寸应依现场实测为准。本工程施工之前应首先详细阅读结构施工图纸，然后现场勘察改造加固区域，若出现现场结构布置与结构图纸表示不一致，施工单位应立即向设计单位提出，由设计人员提出解决方案后方可施工。

④ 需进行深化设计的加固构造和加固节点由专业单位实施并报设计审查批准后方可施工。

⑤ 本加固工程中后续改造需配合现场实际情况确定施工顺序及相应措施，确保已加固完成构件上加固材料的完整性。

⑥ 本加固工程中采用粘钢和粘贴碳纤维加固的构件，从竣工之日算起，业主应至少每隔十年对构件的工作状态进行检查。对出现破损，严重老化的部位应进行处理。

⑦ 未经技术鉴定或设计许可，不得改变加固后结构的用途和使用环境。

3加固改造设计

3.1基础加固[2]

本工程基础形式为梁筏基础，筏板板厚400mm，地基梁截面尺寸为400mm×1300mm、600mm×1300mm。由于柱平面布置局部变化，按弹性理论计算分析得出已施工梁筏基础存在部分地基梁配筋及部分筏板支座配筋不满足计算要求的情况。

1）筏板加固。筏板支座钢筋不满足计算要求，需对筏板板底进行加固处理。由于基础已施工完毕，开凿筏板进行板底加筋施工难度较大且施工质量不能得到保证，因此采用增加筏板厚度的方法进行加固处理，在原有筏板板面增加150mm厚钢筋混凝土现浇层，混凝土等级同原基础混凝土等级。经计算分析原筏板板底钢筋均满足按550mm厚筏板计算及构造要求；新增板顶钢筋按550mm厚筏板的计算及构造要求进行设置[3]。筏板加固示意详见下图。

2）地基梁加固。增加筏板厚度有利于提高支座扛弯能力，经计算分析地基梁梁底负弯矩配筋均满足计算要求；对于梁顶正弯矩区配筋不满足计算要求的情况，采用碳纤维加固法或粘钢加固法，具体加固方案详见3.2节构件加固。

3.2构件加固[1]

1）梁：对于抗弯承载力不足的情况采用在受拉区粘贴碳纤维布进行加固；对于抗剪承载力不足的情况采用在梁侧贴碳纤维板进行加固；

2）板：对于板扛弯承载力不足的情况采用粘贴碳纤维布进行加固；

3）柱：对于柱受弯承载力不足的情况采用粘贴碳纤维板进行加固；对于柱轴压比不足的情况采用粘贴碳纤维布进行加固。

3.3节点改造

对于已施工部分的改造主要有已施工洞口处新增楼板、已施工楼板处开洞、已施工构件节点改造、已施工楼层新增梁布置、已施工楼层新增预埋构件等。为保证新旧混凝土协调工作，节点改造应尽量减少对已施工部分的破坏。部分节点改造示意如下图所示。

4结语

通过本次加固改造设计，对加固改造流程进行了较为详细的阐述，并对加固设计中的一些实际问题提出了相对合理的解决方案。此案例可为其他类似二次改造设计提供参考。

参考文献

[1] 13G311-1混凝土结构加固构造[S].北京：中国计划出版社，2013.

[2] GB50367-2013混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3] 刘延滨.某框架结构加固改造与加层抗震性能分析. [J].建筑结构，2015，45（9）：39-42.