某既有建筑改造為工業(yè)展覽館項(xiàng)目的加固設(shè)計(jì)

摘 要：蘇州某既有建筑由于建成后從未投入使用，根據(jù)蘇州市政府相關(guān)部門(mén)意見(jiàn)，將其改造為工業(yè)展覽館。改造過(guò)程中除了要消除該既有建筑原本施工的質(zhì)量問(wèn)題，還要滿足由于抗震等級(jí)和設(shè)防烈度的提高所帶來(lái)的構(gòu)造措施和基本要求的變化，這在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固中較少涉及，對(duì)以后同類(lèi)工程的改造具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：既有建筑；加固；設(shè)防烈度

1 工程概況

既有建筑位于蘇州某區(qū)的靠近商業(yè)中心的區(qū)域，京杭大運(yùn)河西側(cè)，周邊有居住小區(qū)、辦公園區(qū)以及已建成的軌道交通1號(hào)線。該建筑于2008年5月進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，并于2009年項(xiàng)目整體竣工驗(yàn)收。由于該建筑自建成之日起，從未投入使用，根據(jù)蘇州市政府相關(guān)部門(mén)意見(jiàn)，將該建筑改造為工業(yè)展覽館。該建筑為地下一層、地上兩層整體現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋，建筑面積達(dá)9750.65m2。

2 加固的難點(diǎn)及分析

2008年，設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的抗震規(guī)范為GB500112001，蘇州地區(qū)仍屬于抗震設(shè)防烈度六度區(qū)域，該既有建筑按照抗震設(shè)防烈度六度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g設(shè)計(jì)，框架的抗震等級(jí)為四級(jí)。當(dāng)該改造項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，依據(jù)的抗震規(guī)范為GB500112010，蘇州地區(qū)已經(jīng)劃分為抗震設(shè)防烈度七度區(qū)域，所要改造成的工業(yè)展覽館需要按照抗震設(shè)防烈度七度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.1g設(shè)計(jì)，框架的抗震等級(jí)為三級(jí)。這就為加固工作帶來(lái)一定的難度。為確定該既有建筑的安全性和抗震性能，甲方委托蘇州市房屋安全鑒定管理處對(duì)該建筑進(jìn)行安全性鑒定和抗震鑒定。根據(jù)鑒定報(bào)告，該既有建筑存在以下問(wèn)題：

（1）部分承重混凝土柱主筋直徑不滿足設(shè)計(jì)要求；

（2）局部梁柱的保護(hù)層厚度不滿足要求；

（3）局部承重混凝土梁柱箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度不滿足要求，箍筋間距個(gè)別處不滿足設(shè)計(jì)；

（4）局部梁柱核心區(qū)箍筋間距不滿足設(shè)計(jì)要求；

（5）部分梁柱剪壓比超限、剪扭驗(yàn)算超限、全截面配筋率超限。

在初步加固方案完成后，建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位報(bào)請(qǐng)了建筑工程抗震設(shè)防審查，審查專(zhuān)家提出了以下幾點(diǎn)意見(jiàn)：

（1）工程進(jìn)行加固改造后，梁的縱向鋼筋的錨固長(zhǎng)度，仍不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求；

（2）梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋的配箍率，核心區(qū)箍筋的間距，不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求；

（3）建議設(shè)置剪力墻，提高框架結(jié)構(gòu)承載力，彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不足。

根據(jù)《安全鑒定報(bào)告》和《抗震設(shè)防審查專(zhuān)家意見(jiàn)》可以看出，除了該既有建筑原本施工質(zhì)量的問(wèn)題，造成本加固改造項(xiàng)目難度的最大原因在于抗震等級(jí)和設(shè)防烈度的提高，由于標(biāo)準(zhǔn)的提高，結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施和基本要求發(fā)生了較大的改變，在傳統(tǒng)的加固做法中較少涉及。

3 加固方案及實(shí)施

根據(jù)該既有建筑提供的現(xiàn)場(chǎng)情況及原有設(shè)計(jì)資料，并考慮目前使用功能和布局的改變，同時(shí)考慮現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定，進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算分析采用中國(guó)建筑研究院開(kāi)發(fā)的PKPM V2.2版進(jìn)行分析計(jì)算。將現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與原結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)進(jìn)行比較，判斷其合理性后，進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果及《安全鑒定報(bào)告》提出的問(wèn)題，本次加固方案有針對(duì)性地提出了一些解決方案：

（1）對(duì)于柱主筋直徑不滿足設(shè)計(jì)要求的情況，通過(guò)柱子增大截面的做法以保證柱子的承載能力，這就要求先將原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理干凈，再將表面鑿毛，使得新澆灌的混凝土或高強(qiáng)灌漿料形成剪力鍵，達(dá)到最好的效用。

（2）對(duì)于局部梁柱的保護(hù)層厚度不滿足要求，部分梁柱剪壓比超限、剪扭驗(yàn)算超限、全截面配筋率超限的情況，同樣利用增大梁柱截面的做法來(lái)保證構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求。

（3）對(duì)于局部承重混凝土梁柱箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度不滿足要求，箍筋間距個(gè)別處不滿足設(shè)計(jì)的情況，可考慮結(jié)合增大截面做法和粘貼碳纖維布的做法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，若新工況所需要的配筋不大于原設(shè)計(jì)配筋的15%，可以使用粘貼碳纖維布的做法，除此之外，采用加大截面加固的方法。如果采用粘貼碳纖維布加固的方法，應(yīng)先對(duì)砼構(gòu)件陽(yáng)角部位采用角磨機(jī)修整R=20mm的圓弧，并對(duì)砼表面凹凸不平部位進(jìn)行打磨修平處理。砼表面如有較大的剝落、蜂窩等缺陷時(shí)應(yīng)進(jìn)行鑿除按找平處理方法進(jìn)行找平處理。粘貼碳纖維布時(shí)，要根據(jù)浸漬樹(shù)脂產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的施工方法混合配制浸漬樹(shù)脂，然后按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布，碳纖維布按通長(zhǎng)布置，不設(shè)搭接，并在已作底涂的基面上均勻地涂抹一層浸漬樹(shù)脂，涂抹后立即將碳纖維布敷設(shè)在基面上，用滾筒壓到位，然后用滾筒再涂一層浸漬樹(shù)脂。用滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹(shù)脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟，在碳纖維表面浸漬樹(shù)脂指觸干燥后盡快進(jìn)行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。除此之外，還需要對(duì)表面進(jìn)行防火處理。

（4）對(duì)于局部梁柱核心區(qū)箍筋間距、箍筋的配箍率不滿足設(shè)計(jì)要求，在梁柱核心區(qū)采用等代箍筋穿梁，并根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500112010第6.3.9條計(jì)算滿足要求。

（5）由于工程進(jìn)行加固改造后，梁的縱向鋼筋的錨固長(zhǎng)度，仍不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，因此對(duì)梁支座進(jìn)行加腋處理，以彌補(bǔ)梁縱向鋼筋錨固長(zhǎng)度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的缺陷。

（6）適當(dāng)布置剪力墻，提高框架結(jié)構(gòu)承載力，彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不足。

施工過(guò)程中，為了保證工程質(zhì)量，采取一些新技術(shù)的應(yīng)用，比如為提高現(xiàn)場(chǎng)綜合管理能力，項(xiàng)目配置影像設(shè)備，在主要工序、重點(diǎn)部位上拍攝過(guò)程影像資料，并隨工程進(jìn)度同步收集整理，以確保過(guò)程質(zhì)量，投入先進(jìn)的通訊設(shè)備，以加快信息溝通速度，提高工作效率。同時(shí)配合流水施工法的應(yīng)用：本工程施工劃分施工段進(jìn)行流水施工，做到平面分段、立面分段、同步交叉、流水施工。

4 結(jié)語(yǔ)

目前的建筑市場(chǎng)對(duì)混凝土加固技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求，特別在蘇州地區(qū)，由于設(shè)防烈度的改變，需要對(duì)加固方法和施工方法不斷地創(chuàng)新，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求和規(guī)范要求。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇經(jīng)濟(jì)合理施工方便的方案，根據(jù)實(shí)際情況靈活變通，以達(dá)到最佳的加固改造的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB500102010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB500112010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB503672013.混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：莊瑞華（1989），男，漢族，江蘇蘇州人，碩士，助理研究員。