康巴什天悦广场项目加固改造设计疑难点

康巴什天悦广场项目加固改造设计疑难点

倪浩

博研规划设计顾问（深圳）有限公司  广东省深圳市  518000

摘要：随着中国经济的高速发展，人们对建筑的使用功能及结构安全性要求越来越高，这样就导致很多的旧楼需加固改造才能满足人们的需求。康巴什天悦广场项目属于旧楼的加固改造项目，结构材质为钢筋混凝土，加固措施有碳纤维加固、粘钢加固、增大截面加固法等，本文对混凝土结构房屋的加固改造提供案例分析。

关键词：计算模型；结构体系；碳纤维加固；粘钢加固；增大截面加固

Abstract: With the rapid development of China's economy, people have higher and higher requirements for the use function and structural safety of buildings, which leads to a lot of old buildings need to be strengthened and rebuilt to meet people's needs. Kangbashi Tianyue Square project belongs to the reinforcement and renovation project of old buildings. The structural material is reinforced concrete, and the reinforcement measures include carbon fiber reinforcement, adhesive steel reinforcement, increasing section reinforcement, etc. This paper provides a case analysis on the reinforcement and renovation of concrete structure houses.

Key words: calculation model; Structural system; Carbon fiber reinforcement; Reinforced with steel; Reinforcement by increasing cross-section

引言

旧房加固改造都是由一些特殊的因素或者建筑使用功能的更改需要对建筑物进行加固改造处理，需要对旧楼进行重新抗震及受力计算，对受力不安全的部位需进行结构加固，保证主体结构的使用年限要求及抗震、受力安全要求。

一、项目概况

该工程位于内蒙古省鄂尔多斯市康巴什新区，总建筑面积约9.8万平米，建筑物主要功能酒店及公寓；该项目于2013年已完成施工图设计并通过审图，2013版设计图纸9#10#为14层的框剪结构带一层地下室、11#12#楼为18层的框筒结构带一层地下室；该项目于2013年已完成主体结构施工，9#10#楼施工至地上8层后停止施工，11#12#楼施工至地上10层后停止施工；该项目于2023年重新启动，保持原有主体结构不动进行外立面及室内使用功能重新设计，结构主体相应需加固改造。

二、现场勘查

由业主单位委托检测单位对该项目进行安全检测并出具检测报告，由检测报告得知，该项目主体结构混凝土及钢筋完好，钢筋、混凝土强度符合原设计要求；仅局部大跨度楼板曾在贯通楼板的裂缝，且数量较多；我们公司组织去现场查看该项目主体结构，发现结构主体施工质量良好。

三、加固改造设计疑难点

3.1规范的采用

该项目于2013年完成结构施工图设计，当时采用的结构设计规范和2023年的结构设计规范版本大多不一样，结构加固是依据新规范还是旧规范设计是很重要的一个问题，若按新规范设计，结构荷载分项系数及荷载数值均提高，结构荷载分项系数：恒载由1.2增大到1.3，活载由1.4增大到1.5，这样就导致主体结构全楼需加固，而且局部承载力需提高超过40%，这样导致这个项目即使进行加固也不满足新规范要求，经过和当地的建设局及审图站沟通，同意依据旧规范加固设计。

3.2计算软件的采用

由于缺失原主体结构的计算模型，我们需重新创建结构主体的计算模型，这里会遇到一个问题，就是选择PKPM或YJK建模，这两个计算软件对剪力墙的配筋计算结果差别比较大，YJK的剪力墙配筋会比PKPM小的多，我们选择了YJK的剪力墙计算结果作为依据，对比了2013版结构图纸的剪力墙配筋，发现剪力墙大多不用加固，局部剪力墙不足部分采用加厚100mm截面，并增加水平筋和竖向筋。YJK和PKPM计算的剪力墙配筋差别：YJK会考虑边缘构件合并，PKPM只考虑一字形（暗柱）与其它边缘构件的合并，所以YJK的剪力墙配筋更经济合理。

3.3结构体系的确定

9#10#楼原为框剪结构，现设计依然采用框剪体系；11#12#楼原为框筒结构，由于层数从18层减少到10层，高度小于60米，依据《高规》9.1.2条：对高度不超过60m的框架-核心筒结构，可按框架-剪力墙结构设计；依据《高规》3.9.3条-注3：当框架-核心筒结构的高度不超过60m时，其抗震等级应容许按框架-剪力墙结构采用。所以11#12#楼可以按框架-剪力墙、框架-核心筒两种体系设计，我们按两种结构体系分别计算并对比，发现按框架-核心筒体系计算剪力墙配筋更经济，所以确定11#12#楼结构体系为框架-核心筒结构。

3.4楼板加固措施

对楼板配筋不足的部分采用碳纤维加固，板顶和板底碳纤维加固，主要是裙房建筑功能调整导致荷载变化影响了楼板配筋，裙房层楼板碳纤维加固量比较多；标准层5.2mX8.7m大板原设计配筋不足，也需要碳纤维加固。对结构楼板存在贯通裂缝的处理，在碳纤维加固前应对裂缝压力注浆法修补，应采用低粘度灌缝胶并对裂缝表面封护。

3.5混凝土梁加固措施

对原设计配筋不足的混凝土梁需加固处理，采用碳纤维加固、粘钢板加固、增大截面加固共三种加固措施；对梁配筋不足的部分差距较小的梁采用碳纤维加固，对梁配筋不足的部分差距较大的梁采用增大截面加固法；由于碳纤维加固和粘钢加固对承载力的提高不能超过40%，碳纤维粘贴最多粘4层，粘贴钢板宽度须不大于100mm、钢板厚度不大于10mm。该项目梁加固采用碳纤维加固的量较大，因为碳纤维施工方便、施工进度也快。梁采用增大截面法时，应用高一等级的混凝土浇筑，但是考虑到现场施工，梁增大截面新浇筑的混凝土与原有梁不能很好的粘合，所以采用高强度的灌浆料浇筑。

3.6框架柱加固措施

对框架柱原设计配筋不足的部分采用包角钢加固，框架柱4个角粘角钢、箍筋采用粘贴横向缀板加固，纵向角钢须贯穿楼板、遇梁则断开；由于和地下室外墙相连的框架柱外围已覆土，开挖5米多土施工难度比较大，则采取了地下室与外墙相连的框架柱外侧不加固、仅内侧加固的措施。

3.7基础加固措施

主楼采用筏板基础、裙楼采用独立基础、和主楼地下室相连的裙楼也采用筏板基础，9#10#主楼从原设计时的14层减到8层、11#12#主楼从原设计18层减到10层、裙房层数没变化，所以主楼筏板基础承载力是满足要求的，不需要加固；采用独立基础的边裙房需要加固基础，采用增大独立基础截面法加固。

3.8裙房顶拆柱做大开间处理方法

裙房屋顶层拆除中间柱及屋顶层楼板，采用27mX45m钢网架结构，这会导致网架周边的框架柱配筋增大很多，所以采用增加柱截面的加固方法，柱截面每边增加100mm,柱纵筋按计算值设置，柱加大截面从基础顶贯通到钢网架层顶，新增加柱纵筋需贯穿结构楼板、遇梁则断开；钢网架采用双层矩形平板网架，网架高度为2.1m,网架杆件间的连接采用焊接球。

3.9新增框架梁植筋长度处理措施

新增框架梁在柱上植筋，按规范要求植筋长度很难满足，因为混凝土梁柱节点域钢筋很多，施工单位反馈打孔最多能打入柱内150mm,所以设计在柱单边增大150mm厚，这样就保证新增梁钢筋的锚固长度大于300mm,植筋锚固长度基本满足要求。

3.10新增框架柱采用的基础处理措施

11#12#楼中裙房为框架结构体系，局部外凸新增门厅区域，共2层，采用钢结构框架，新增4个钢柱，钢柱基础最初设计为独立基础，后经施工单位反馈基础下持力层为5米厚的杂填土，承载力特征值不大于50KPA，这样做独立基础不满足要求，若采用基础持力层后注浆处理，则太拖延工期，后依据地勘资料和现场实际情况将基础修改桩基础，采用直径800mm人工挖孔桩,挖孔桩深度约为7米，地下水位位于地表面下15米以下，经复核承载力满足要求。新增钢梁与原有框架柱的连接采用化学锚栓，此处连接全部设置为铰接，因为如按固接计算，所需的化学锚栓数量太多，不满足锚固要求的，只能按梁柱铰接处理。

四、结语

目前的混凝土结构加固技术主要有碳纤维加固、粘钢加固、增大截面加固、预应力加固等，施工操作最简单的是碳纤维加固，增大截面加固虽然对承载力提高比较明显，但是考虑到梁下后浇筑混凝土和旧有混凝土的粘结不充分及植筋锚固的问题，质量安全不容易保障，施工单位都不建议采用；随着科技的迅猛发展，希望有新型的加固技术及加固材料的出现，能促进加固行业的发展。

参考文献

[1]卓尚木等、《混凝土结构加固构造图集》、北京：中国电力出版社，2008

[2]中国航天工业规划设计研究院、《钢网架结构设计》07SG531、2007

作者简介：倪浩（1983-），助理工程师，学士，主要从事建筑结构设计工作，E-mail：58805408@qq.com