結(jié)合實例綜述辦公樓加層加固設(shè)計

周琳琳，陳鵬

（1.江蘇現(xiàn)代建筑設(shè)計有限公司；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

結(jié)合實例綜述辦公樓加層加固設(shè)計

周琳琳1，陳鵬2

（1.江蘇現(xiàn)代建筑設(shè)計有限公司；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

文章結(jié)合工程實例，根據(jù)房屋的安全鑒定報告、原施工圖、新增加的荷載等因素以及現(xiàn)場實際的查勘情況，對某辦公樓的加層進(jìn)行可行性研究，對原有結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行受力分析，對加層框架柱的鋼筋的錨固措施進(jìn)行論述，對受條件限制，無法采取常規(guī)加固措施的情況進(jìn)行探討，并針對特殊部位的梁柱節(jié)點構(gòu)造設(shè)計進(jìn)行分析與總結(jié)。

鑒定；加層計算；加固措施；節(jié)點構(gòu)造

1 工程概況

泰州市海陵區(qū)某辦公樓，原設(shè)計為三層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積18293平方米，其中地上建筑面積15296平方米，房屋右側(cè)10～20軸間建有人防地下室，面積2998平方米，房屋左側(cè)1～9軸為現(xiàn)澆梁板架空地面?；A(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁加樁基承臺，有地下室部分設(shè)鋼筋混凝土防水底板。原工程設(shè)計時間2006年，竣工時間為2007年。因辦公需求擴(kuò)大，需對原房屋進(jìn)行加層改造，加接層數(shù)為兩層，加層改造后房屋層數(shù)為五層。加層加固后房屋設(shè)計使用年限定為50年。

2 房屋加層可行性分析

經(jīng)分析，該辦公樓加層改造的有利條件有以下幾點：（1）原屋面設(shè)計為屋頂花園，屋面活荷載按3.5 kN/m2設(shè)計，屋面覆蓋0.8米厚的種植土，原屋面荷載較大，加層后改為不上人屋面，雖然加接兩層，總荷載增加不大，地震作用增加不多。（2）原房屋平面柱網(wǎng)布置規(guī)整，側(cè)向剛度無突變。（3）加層后功能主要為辦公，荷載布置均勻，加層后高度控制在24米以內(nèi)，框架抗震等級沒有變化。不利條件有以下幾個方面：（1）該辦公樓的加固不能影響一、二層的正常使用；（2）原建筑室內(nèi)管線較多，部分管線位置影響加固操作；（3）為降低工程造價，西側(cè)主入口上方的玻璃頂棚要保留，盡可能減少對立面裝飾的損壞。但這些困難可以在設(shè)計及施工時采取合適的方法、措施得以解決，經(jīng)多方分析比較該辦公樓加固后再加層可行。

3 房屋安全鑒定及計算分析

房屋安全鑒定部門對原有房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)原房屋三層樓面梁混凝土強(qiáng)度等級低于設(shè)計的C30，實際檢測為C20，其它層框架梁柱及結(jié)構(gòu)板的混凝土強(qiáng)度等級滿足原施工圖的設(shè)計要求；構(gòu)件截面尺寸及配筋滿足原設(shè)計要求；房屋上部承重結(jié)構(gòu)、維護(hù)系統(tǒng)和四周散水未發(fā)現(xiàn)裂縫，上部承重結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)使用正常，地基變形滿足規(guī)范要求。該房屋安全性鑒定評為Bsu級。

為減少結(jié)構(gòu)自重采取以下措施：（1）取消屋頂花園做法，加層后的屋面改為不上人屋面。（2）改造后需重新砌筑的隔墻均采用100厚NALC輕質(zhì)墻板。（3）嚴(yán)格限制裝修時樓面鋪裝厚度，四層樓面按鋪木地板設(shè)計。增加兩層后房屋總高度23.75米，泰州海陵區(qū)為7度抗震設(shè)防，設(shè)計基本地震加速度0.1g，加層后房屋高度未超過24米，框架抗震等級仍為三級。采用PKPM建模計算，并與原施工圖對比：從承臺頂面至室內(nèi)地坪高度范圍內(nèi)約50%的原有框架柱截面及配筋滿足計算要求，室內(nèi)地坪至二層樓面約70%的框架柱截面及配筋滿足計算要求，二層樓面以上少量框架梁柱不滿足計算要求，需對承載力不滿足要求的梁柱進(jìn)行加固。因為卸除了原有屋頂花園荷載，雖加接兩層，基底內(nèi)力也只是略有增加，比對原樁基布置圖及基樁檢測報告，原房屋樁基礎(chǔ)承載力滿足規(guī)范要求，承臺抗沖切及配筋亦滿足計算要求，基礎(chǔ)可以不加固。

4 加固措施及節(jié)點構(gòu)造

4.1 加固措施

對配筋不滿足計算要求及軸壓比超限的框架柱采用外包角鋼加固法及擴(kuò)大截面法進(jìn)行加固處理[1，2]?？蚣芰旱募庸谭椒ú捎昧苏充摪?、粘貼碳纖維布及加大截面法[2]。

4.2 加層柱鋼筋錨固構(gòu)造

常用的加層柱鋼筋或采用植筋或采用與梁鋼筋焊接的方式，但本工程具有以下特點：（1）原屋面框架柱配筋較大。原設(shè)計三層有兩個較大的會議室，為滿足大空間的要求，會議室內(nèi)的框架柱被抽掉，致使部分原有屋面梁跨度較大，梁高較高，且原有屋面為種植屋面，原設(shè)計框架梁柱配筋都比較大，柱頂處鋼筋更是密密麻麻。（2）層高高。由于原設(shè)計將大截面的屋面梁采用了上翻的做法，影響了第四層的凈高，故加層設(shè)計時將第四層層高定為5.2米，層高比其它樓層高出1.6米。（3）跨度大。加層后原來為抽柱子大跨度柱網(wǎng)的位置仍然保持大跨度，部分柱網(wǎng)尺寸為16米×16米，及16米×24米，柱網(wǎng)尺寸較大。因為柱頂處鋼筋很密，無法植筋，如果采用與框架梁縱筋焊接，鋼筋的豎向錨固長度無法滿足規(guī)范要求。鑒于以上特點，本工程采用將四層柱根擴(kuò)大截面，并將擴(kuò)大的柱截面向下延伸至原三層柱頂以下三分之一層高處。具體做法如圖1所示。

4.3 特殊條件下框架柱的加固措施

本工程的10～20軸間設(shè)有人防地下室，戰(zhàn)時為核6B級物資庫，平時為汽車庫。地下室頂板厚250mm，底板厚400mm，外墻厚度300mm。1～9軸間為回填土，并在回填土上砌筑磚模，澆筑室內(nèi)地坪標(biāo)高處的框架梁板，室內(nèi)地坪處框架梁截面尺寸比其它層樓面梁略大，現(xiàn)澆板厚度原結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖中為160mm，在板上開洞后實測板厚為300mm。對于地下室范圍內(nèi)的不滿足計算要求的框架柱，為不影響車庫加固后的使用空間，采用外包角鋼的方法進(jìn)行加固。

圖1 四層柱根擴(kuò)大截面圖

地下室范圍外不滿足計算要求的框架柱，采用在柱周圍土體打直徑300mm的錨桿孔，錨桿內(nèi)錨筋直徑25mm，錨筋底部植入承臺頂面內(nèi)200mm，頂部與現(xiàn)澆板鋼筋焊接，錨桿孔內(nèi)采用H40灌漿料灌注，框架柱周邊直徑2米范圍內(nèi)每隔0.5米設(shè)壓密注漿孔，對土體壓密注漿，使框架柱周邊形成樁土共同體。詳見圖2：

圖2 樁土共同體圖

4.4 特殊部位的節(jié)點構(gòu)造

本工程原三層屋頂高度處在西側(cè)入口上方有較大面積的大跨度波浪形玻璃頂棚，玻璃頂棚的承重構(gòu)件為鋼結(jié)構(gòu)，主鋼梁一端支承在鋼柱頂部，另一端支承在沿主體結(jié)構(gòu)邊軸線通長布置的鋼梁上，該鋼梁在框架柱頂處與預(yù)埋在柱頂?shù)匿摪彘g采用螺栓連接，其余部分臥置于原屋面框架梁頂，玻璃頂棚主鋼梁跨度為16米。為減少改造費用，建設(shè)單位要求加層施工時不影響該玻璃頂棚。故對西側(cè)邊軸線加層框架柱的位置作調(diào)整，把施工時對原玻璃頂棚有影響的加層框架柱向軸線內(nèi)偏移0.6米。如圖3所示：

圖3 加層框架柱向軸線內(nèi)偏移示意圖

同時采取如下措施：（1）豎向構(gòu)件不連續(xù)處的原三層西側(cè)邊軸線框架柱截面向內(nèi)擴(kuò)大100mm。（2）栽柱的原屋面框架梁擴(kuò)大截面寬度及高度，梁根部設(shè)豎向加腋，確?？辜魸M足計算要求。（3）栽柱處原屋面縱、橫向框架梁間設(shè)水平加腋，滿足加接柱的鋼筋錨固。（4）加接柱根部間設(shè)反梁，加強(qiáng)整體性和承擔(dān)柱底彎矩。（5）建模計算，滿足規(guī)范各項規(guī)定及要求。通過上述措施保證豎向荷載、水平荷載及彎矩的傳遞。栽柱梁的水平加腋及豎向加腋如圖4所示：

圖4 栽樁梁的水平加腋及豎向加腋圖

5 結(jié)論

（1）需要加層改造的工程首先要根據(jù)具體工程情況分析加層、加固的可行性。（2）應(yīng)請有資質(zhì)的房屋鑒定機(jī)構(gòu)對原有房屋進(jìn)行安全性鑒定。（3）建立符合工程實際的計算模型進(jìn)行受力分析。（4）針對不同的實際情況，采取合適的加固方法及合理有效的節(jié)點構(gòu)造，施工時應(yīng)先加固，加固構(gòu)件達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后再進(jìn)行加層的施工。

[1]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]GB50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

（責(zé)任編輯 楊荔晴）

Summary with Examples of Office building Plus Tier Design

ZZHOU Lin-lin1,CHEN Peng2
（1. Jiangsu Modern Architectural Design Co.,Ltd; 2.Taizhou Polytechnic College, Taizhou Jiangsu 225300, China）

Combined with engineering practice, according to the security housing appraisal report, the original construction plans, the added load factors and actual site survey, conduct a feasibility study with a added layer of an office building，stress analysis of the original architecture，plus measures to anchor the column reinforcement layer framework are discussed，on the subject to conditions, unable to take conventional reinforcement measures were discussed and analyzed and summarized for the structural design of beam-column nodes special parts.

structural identification; plus tier computing; reinforcement measures;the node structure

TU746.3

B

1671-0142（2014）04-0066-03

周琳琳（1971-），女，江蘇泰州人，工程師.