某办公楼加固改造结构设计

某办公楼加固改造结构设计

刘晓宇

江苏基久网络科技有限公司南京分公司 江苏南京 210000

摘要：这篇文章通过一个具体的案例，深入探讨了如何加强和改善办公楼的建筑结构，尤其是对于支撑梁和支撑柱的改造方法。并阐述了自己的观点，希望能够为建筑设计师提供一些宝贵的参考。

关键词：建筑工程；柱梁结构设计；改造措施

1工程概况

该项目工程采用了7层框架结构，每一层都配备了独立的柱基，一层用作地下室、停车场和改造房。整个建筑的高度为21.5m米，长度为47.1米，宽度为35.4米，总建筑面积为6000平方米，采用7度设防，框架抗震等级达到三级。经过严格的审查，建设方按照主管部门的要求，将原本3层的大开间办公室改造成了更小的空间，以便容纳更多的人员，同时也增加了墙壁的数量，许多新的墙壁被安装在原有的板材上。使用轻质材料来作为分隔墙是最为简单的办法，之后再计算板的承载力是否能承受。但由于建设单位要同时考虑到隔音、防水等其他要求，所以坚持使用多孔砖来进行改造，因此，必须采取有效措施，比如加固、改造，以提高其承载能力。

2初步分析

经过多次讨论，设计师最终决定，为了降低大型加固板的负担，将每一扇房子的主要隔墙采用粘土空心砖，而室内的墙壁则更换成双层轻质石膏板，同时，为了保证其防水性，还将5皮粘土实心砖砌入其中，其线荷载的取值达到1.5kN/m，经过测试，大多数板块均可以达到这一标准。因为，大多数现浇板不可以承受3m高的空心砖墙，也不能拆除相应的位置后重新加梁，所以这种办法是最可取的，也能有效地降低大型加固板的负担。为了确保粘土空心砖墙的稳定性，我们采用了一种新的技术：在墙壁下部安装预制混凝土梁，使其与楼面之间的间隙达到30mm，以此来将墙壁的负荷直接传输至主框架梁，同时又不损害原有的传力结构，大大降低了次梁和板的加固难度。经过仔细的检查与分析，可以发现该建筑的地基、支柱、梁柱以及板材均有明显的损坏，因此需要采取有效的加固措施。

3处理措施

经过测试，发现这座建筑物基础平面的平均压力高达316kPa，这一数值比原有的地基设计值300kPa和地面平均压力设计值316kPa都高出5.3%，因此，为了提高建筑物的抗震能力，建议根据《建筑抗震加固技术规程》规定，在压力水平低于10%的情况下，采取有效的措施加以改善。这个项目位于一个平坦的山坡上，地基由一种坚硬的粉末状黏土构成，底部覆盖着一层经过风化的岩石。在设计过程中，我们将综合考虑多种因素，以确保最佳的施工效果。（1）预计的基础沉降绝对值较小且上部荷载分布较均匀；（2）为了满足要求，在原始基础设计中保留了一定的余量，并通过上层负载的调节，使得基础的抗弯、抗剪和抗冲切性能达到了预期的水平，同时也使得上部负载分配更加均衡。即使在抗弯承载力不足的情况下，通过加固柱子也能够达到预期的结构强度和稳定性。虽然目前尚不清楚是否需要对地基进行长期压缩以提高其承载能力，但考虑到基底的压力已经超出了预期，而且地基的质量良好，结构本身具有较高的刚度，荷载分布也比较均匀，因此决定暂时不对其进行加固。经过精心检查可以发现，除了在上部的墙壁上增加一些支撑柱，还在首层和顶层的窗户下方安装了一个结实耐用的钢筋混凝土窗台板。

3.1柱

根据计算，发现5根柱的承载能力严重不足。这主要表现为它们的轴向压力太大，并且没有必要的钢筋。通过观察柱子的排列发现，中柱的数量最多，而边柱仅有一根。这很可能是因为边柱的轴向压力太小，导致它们处于偏心受压的状态，从而增强了它们的承载能力。经过详细的评估和比较，设计师最终选择“截面加大法”的技术手段来加强中柱。其原因包括：（1）扩大柱轴压比，以提高结构强度，这是一种更为有效的技术手段；（2）通过提高柱的截面尺寸，可以提升其刚性，从而符合“强柱弱梁”的结构设计准则；（3）由于目前还没有砌筑填充墙，框架的负荷只占总负荷的40%，从而使得新旧混凝土的协同作用更加明显；（4）当柱的截面尺寸变大时，基础板的弯矩计算值将明显下降，从而有助于改善基础结构；此外，由于支座的宽度的增加，框架梁的净跨度也将减少，从而达到更好的效果；（5）施工单位具备丰富的施工经验，可以更好地满足项目的要求，质量也能得到有效保障。

为了提高柱加固的成功率，必须确保新旧混凝土的牢固连接。因此，在施工过程中，应该特别注意以下几个方面：（1）在施工前，应该给加固构件提供临时的支撑卸荷；（2）应该完全清理出需要外包的梁的边缘，去除浮渣、灰尘和松散的部分；（3）在新旧混凝土接头处的表面，应该进行修整，使得它的凹凸不平度不小于6mm，同时箍筋之间的间隔也应该保持适当的距离；（4）在开始施工之前，必须彻底清洗新旧混凝土结合表面，去除油污，使用钢丝刷进行刷毛，然后再进行喷水湿润。最后，在浇筑之前，必须清除浮水，并在其上涂抹混凝土界面处理剂。对于具有较大轴力和弯矩的柱子，为了提高它们的抗剪能力，在它们的长度方向上增加Φ12，间隔为300的短钢筋，以促进它们的协调配合。

3.2梁

根据计算，11根梁的支撑能力明显不够，在这其中8根的抗弯强度较低，2根的抗剪承载力较差，1根是抗弯和抗剪能力都相对较差。为了解决这一问题，可以采取多种措施：首先，由于设备管道较多，所以建筑层高虽然有3.9米，但实际净高不多，并应业主要求不能减少净高，同时部分边框梁也因为立面要求不能对截面进行加宽处理，所以不能使用“截面加大法”；在对“粘钢包钢加固”和“碳纤维布粘贴加固”这两种方法进行选择时，要秉持着施工效率高、对原建筑结构影响小的原则，推荐使用“碳纤维布粘贴加固”的方法，虽然此方法成本略高，但是不会增加建筑物的自重，也不会降低建筑物的层高，因此，最终决定采用此方法，以确保施工的快捷性和对原结构的影响最小。对于无法穿过框架柱的地方，为了提升框架梁的负弯矩能力，采取了弯矩调幅法，将多余的负弯矩调节至梁底，并在梁柱交接处，按照计算差值的一半补贴碳纤维布，以此来增加负弯矩的安全储备。

为了保证施工质量，在施工过程中，应该特别注意以下几点：（1）在混凝土与碳纤维布的界面处理上，必须格外小心，因此，在梁的两侧连接处，必须多次进行打磨，使其表面平整光滑，并将其角部切割成圆角；（2）在粘贴碳纤维布时，需要双方协作，一方拉紧碳纤维布，另一方则使用刮板从一侧边刮边贴，以确保粘贴牢固，无任何空鼓现象；（3）搭接部位，应当采取有效的措施，确保搭接牢固，不留任何缝隙，确保搭接部位的长度不低于120mm；（4）在贴完碳纤维布之后，为了确保它的牢固，必须在表面涂上20厚的混合砂浆，这样能有效提高其防火性能。另外，还要根据建设单位的要求，采用植筋技术，增加一个楼梯和一个轻钢结构的顶棚。在施工过程中，还要严格遵循质量标准，精心选择高品质的植筋胶，以确保其持久性。

结束语

总之，随着时代的进步，城市建设用地的紧缺导致了土地和住房价格的飙升。“向空中要住房，向旧房要面积”提出了一种新的方法，即对现有建筑进行工程改造，这不仅可以节约资源，而且可以有效解决当前的住房问题。随着建筑的不断完善，许多人希望将办公楼进行重新布局，因此，对于陈旧结构改造设计已经成为未来发展的必然趋势。采取这种方法，不但能够大幅度提升建筑的实用性，同时也能够有效利用空间，为人们带来更多的便利。经过精心的改造和全面的审查，我们最终顺利完成了这项重大的建设任务。为了确保工程质量，我们采取了多种检测手段，包括拉伸试验、回弹检测等，经过多年的实践，我们的结果均符合要求。近两年的使用，沉降状态一直处于稳定状态，主体结构完好无损，让建设者十分满意。经过本次的加固与改造，可以说得到了非常有效、令人满意的结果。

参考文献：

[1]苏定.浅析办公楼加固与改造的结构设计[J].建材与装饰(中旬刊),2008,(05):127-128.

[2]何秀庭.浅析办公楼加固与改造的结构设计[J].建材与装饰(中旬刊),2007,(07):61-62.

[3]钱礼平.省建科院办公楼加固改造结构设计介绍[J].安徽建筑,2006,(05):97-98.