商业综合体钢结构改造的设计与实践

商业综合体钢结构改造的设计与实践

唐娟

成都碧城建筑设计有限公司九分公司  610031

摘要：商业综合体建造已经从增量阶段慢慢过渡到存量更新阶段，有些存量商业综合体受到互联网电商影响，由于同质化竞争激烈、缺少商业气氛和客流吸引力，活力越来越弱。本文以某商业综合体改造工程为例，探讨了改造工程的设计和实践内容，能够为存量商业综合体改造工程提供借鉴依据。

关键词：商业综合体；改造工程；设计内容

商业综合体是城市生活的重要组成部分，是具备高效率、多功能、繁琐而统一特征的综合体构筑物，其把城市生活空间涉及的住宅、商业、文娱、餐饮、办公以及酒店等实现组合，最少拥有3种以上的功能，且各功能形成相互依存与作用[1]。据研究表明，能够把商业综合体看作生态性“微城市单元”，其界定了艺术、商业、城市和现代生活间紧密的联系。近些年，作为国内迅速城市化阶段的重要发展模式，各大城市构建的商业综合体已经是一个美丽的风景线。而此次的商业综合体改造是在疫情时间改造作为方舱医院而平时作为商业综合体的特殊改造，更好丰富了商业综合体的多样功能。

1、商业综合体改造工程整体概况和设计观念

1.1整体概况

此次工程包含地下1层和地上4层，结构总面积为24751.23m2，地下室5.05m，地上4层分别是一层5.1m、二层3.8m、三层4.2m和四层9m，建筑总高度为22.05m。该建筑地下室是钢筋砼框架结构，其顶板是钢筋砼现浇板，地上4层是钢框架，楼、屋面板是压型钢板组合板。

1.2地勘情况

（1）建筑现场的地质构造稳固，现场没有干扰场地稳固与建筑物安全的异常地质作用，没有暗河、暗沟以及墓穴。现场稳固性较好，地基是均匀地基，适 合建筑施工。

（2）本地防震设防烈度是7度，规划基本加速度值是0.10g，规划地震分组是第三组；现场类别是Ⅱ类，地基土是中软场地土，现场卓越周期是0.432s，现场存在的③1中砂忽视液化效应，已建现场按抗震一般地段考虑。

（3）已建项目地上4层、地下1层，规划±0.000 标高是505.850m，埋深5.3~5.5米，基础底面之下是黏土，同时下伏地层存在许多③2稍密卵石、③3中密卵石等，力学特性稳固[2]。原来结构选择黏土层作持力层做独立基础。此次改造荷载改变不大，且验算后现有基础满足改造后的设计要求，基础未做深入分析。

2、商业综合体改造工程设计方案分析

    本建筑主要功能是公共建筑，地下1层是机械机房与车库，此次不进行改动，拟把1层改成社区服务中心与社区卫生服务中心，2层改成社区卫生服务中心与社区养老服务中心，3层改成文化活动中心与社区服务中心，4层改成文化活动中心与综合健身馆，特殊阶段1-4层都改成方舱医院应用。项目改造后的规划应用时间是50年。

    改造计划中新添墙体都选择轻质墙板，新添卫生间局部进行抬高，4层楼盖2-3/E~K轴区域与屋面4-5/D~K轴区域将搁置电气设施，内墙选择乳胶漆和无机涂料，顶棚选择无机涂料、吊顶选择石膏板等。

2.1改造前结构基本情况

2.1.1地基及基础

通过现场检查没有发现该建筑室（内）外地坪存在不均匀下沉与开裂，也没有发现由于地基不均匀下沉而造成顶部梁、柱变形与开裂，表明该建筑地基基础现在没有静载问题，且通过改造后复核验算后现有基础满足改造后的设计要求，基础不做深入分析。

2.1.2 地下一层钢筋砼结构

通过现场检查、检测现实，没有发现该建筑钢筋砼梁、柱、挡土墙有较大变形和可见裂痕。且该建筑地下室钢筋砼梁的砼抗压强度，抽查的钢筋砼梁、柱砼抗压强度、钢筋、尺寸均符合竣工图要求。少数地下室顶板存在开裂、漏水、露筋等问题，没有发现该建筑地下室顶板存在明显变形。且地下一层未改变建筑功能使用，经复核验算后满足改造后的使用要求。

2.1.3 地上部分钢结构

改造前地上部分的钢柱、钢梁、组合楼板现状情况是没有发现存在局部变形、腐锈和其他损伤，截面尺寸、宽度和壁厚都符合竣工图规定。

2.2 结构加固的内容

改造前结构一层4个钢柱长细比超过规范要求；结构四层预设夹层，但现场施工未按设计图要求预留节点，夹层取消，四层部分钢柱长细比超限；根据业主需求改变建筑功能后，部分钢梁抗弯承载能力抗力与效应之比（R/γ0S）小于1.0；部分楼层受剪承载力小于0.8；部分楼层最大层间位移比大于1.5。

上部结构的一般规定项均满足《建筑抗震设计规范（2016 年版）》（GB 50011-2010）重点设防类（乙类）、7 度抗震设防的要求，抗震措施项和抗震承载力及变形项中部分项不满足，对不满足要求的构件、原来结构的问题采取可靠措施进行处理，确保该房屋改造后结构的安全性及抗震性能满足均能满足规范要求。

结构采用如下加固方案如下：

在建设工程上对钢结构加固现例特别少，此次的钢结构加固采用了减轻荷载法，因原结构为2018年设计，2020年完工，处于竣工未投入使用状态，现场的钢结构基本没有太大损坏、变形和翘曲等，通过减轻荷载法、增设附加支撑和加大原结构构件截面加固法来对此钢结构进行加固，首先，在满足业主需求下尽可能的限制荷载，且由于此项目不能破坏外墙的原因，通过增设BRB构件限制结构整体侧移，整体加固来解决楼层受剪承载力和位移比，柱长细比超限。钢梁加固采用焊接型钢与原钢梁连接成一个整体共同受力增加截面的方法，加固的具体做法详下图示意：

2.3 改造后效果

（1）改造加固后该建筑结构承载力能满足规范和设计要求，在新增钢梁、钢梁加高截面及增加BRB支撑后，原设计如承载力不够，钢柱长细比不够等问题得以解决，且现场施工质量能满足设计图要求。

（2）此次加固通过抗震概念设计，平面布置合理选择BRB位置，力求简单、规则、对称，避免应力集中，使结构的承载力、变形能力和刚度均匀连续分布，适应结构的地震反应要求，使建筑结构具有足够的抗震能力和结构的整体性，并保证结构有足够刚度，限制顶点和层间位移以防止遭遇小震时建筑位移过大使结构开裂，影响正常使用。

3、结束语

此次建筑改造后在整体设计、空间布局、功能设计、内部设施配套上具有超前意识，在商业综合体中融入健身、文化交流活动、以及养老设施，作为特殊情况下还能迅速投入抗疫需求。总之，商业综合体的出现是城市化进程中的重要趋势，重视改造既有商业综合体有利于发展绿色经济、提高城市形象、为社会大众提供更好的公共空间等。文章详细探讨了某商业综合体改造工程设计内容，希望创建融合绿色、人文、技术、自然以及时尚等要素的新商业综合体，为再次挖掘现有商业综合体活力奠定坚实基础[4]。

参考文献：

[1]朱光千.传统商业综合体更新的几种设计策略——以北京万优汇商业综合体为例[J].城市建设理论研究(电子版),2023(17):72-74.

[2]蒯冰清.商业综合体空间改造设计探讨——以沈阳天润广场项目为例[J].居舍,2022(23):163-166.

[3]毛娟.旧城改造中商业综合体设计研究——诸暨37#商业综合体项目为例[J].建材与装饰,2019(16):109-111.

[4]沈秋尧. 旧城更新中的商业业态选择与建筑设计[D].南昌大学,2018.