老舊廠房增設(shè)鋼夾層的加固設(shè)計(jì)

張由，嚴(yán)志鋼，周偉，潘廷明

（1重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400042；2重慶臨空都市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，重慶401120）

老舊廠房增設(shè)鋼夾層的加固設(shè)計(jì)

張由1，嚴(yán)志鋼2，周偉1，潘廷明1

（1重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400042；2重慶臨空都市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，重慶401120）

在老舊廠房改造中，使用功能改變?yōu)樯虉?chǎng)及局部辦公后，為提升業(yè)態(tài)效果和辦公要求需增設(shè)夾層。該文主要介紹增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)夾層技術(shù)和花式包鋼柱加固技術(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)夾層；花式包鋼柱加固；廠房改造

0 引言

隨著城市的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和調(diào)整，越來(lái)越多的老舊工業(yè)廠房被改造成為商業(yè)和藝術(shù)創(chuàng)作融為一體的全新業(yè)態(tài)。老舊工業(yè)園區(qū)中，廠房普遍層高高、空間大，為充分利用現(xiàn)有空間同時(shí)提升商業(yè)業(yè)態(tài)效果和滿足使用功能需要，增設(shè)夾層比較普遍。

根據(jù)重慶印制二廠改造項(xiàng)目商業(yè)業(yè)態(tài)定位和藝術(shù)氛圍要求，新增夾層要體現(xiàn)歷史記憶、凸顯新舊文化對(duì)話；增設(shè)夾層加固后，原結(jié)構(gòu)框架柱在加固的同時(shí)還應(yīng)給藝術(shù)創(chuàng)作留下足夠的空間，實(shí)現(xiàn)“力與美”的完美結(jié)合。本文介紹了增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)夾層技術(shù)、花式包鋼柱加固技術(shù)。

1 工程概況

原重慶印制二廠的商業(yè)改造中，印刷車(chē)間（1#樓）因使用功能改變?yōu)樯虉?chǎng)及局部辦公后，為提升業(yè)態(tài)效果和辦公要求，需增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)夾層。增設(shè)鋼夾層位于1#樓+3.200m標(biāo)高處，該廠房原結(jié)構(gòu)為5層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，增設(shè)鋼夾層平面位置如圖1所示。

圖1 增設(shè)鋼夾層平面示意圖（單位：mm）

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 增設(shè)鋼夾層方案設(shè)計(jì)

印刷車(chē)間（1#樓）層高高、空間大，為充分利用現(xiàn)有空間同時(shí)提升商業(yè)業(yè)態(tài)效果和滿足使用功能需要，擬在一層增設(shè)鋼夾層。

鋼夾層樓板采用鋼板，主次梁采用H型鋼，主梁采用高強(qiáng)螺栓與花式包鋼柱連接，次梁采用對(duì)接焊與主梁連接。增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)夾層外觀美觀、質(zhì)量輕，鋼夾層主次梁布置如圖2所示，主梁與柱連接大樣如圖3所示，次梁與主梁連接大樣如圖4所示。

圖2 鋼夾層主次梁布置示意圖（單位：mm）

圖3 主梁與柱連接大樣（單位：mm）

圖4 主次梁連接大樣（單位：mm）

2.2 花式包鋼加固設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)外包型鋼加固法分為外粘型鋼加固法和無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法，采用傳統(tǒng)外包型鋼加固法加固框架柱時(shí)，框架柱四周為型鋼，型鋼之間焊接綴板，可大幅提高截面承載能力和抗震能力，但加固后結(jié)構(gòu)表面美觀性差。作為重慶本土商業(yè)和藝術(shù)創(chuàng)作融為一體的重慶印制二廠改造項(xiàng)目，每處細(xì)節(jié)都含有很高的藝術(shù)創(chuàng)作，建筑方和委托方要求框架柱包鋼加固后表面不抹灰不外加裝飾，要求框架柱包鋼加固后外表面鋼材要平整，且要在鋼綴板間的空隙處雕刻花紋，創(chuàng)造藝術(shù)氛圍，因此傳統(tǒng)外包型鋼加固法在建筑美觀方面不滿足工程的要求，不能完全按傳統(tǒng)包鋼工藝對(duì)該工程框架柱進(jìn)行加固處理。

為實(shí)現(xiàn)新老建筑對(duì)話、新舊反差，增設(shè)夾層采用全新鋼結(jié)構(gòu)，一層原框架柱采用包鋼進(jìn)行加固；為體現(xiàn)歷史的記憶、新中有舊、舊中有新，要在新增結(jié)構(gòu)中看到老舊房屋的痕跡，同時(shí)為使包鋼綴板空隙間為藝術(shù)創(chuàng)作提供空間、達(dá)到建筑外觀要求，進(jìn)而該工程中發(fā)展出一套全新包鋼加固方法——花式包鋼法。

圖5 花式包鋼立面示意圖（單位：mm）

所謂花式包鋼法，即每個(gè)框架柱加固鋼材為四塊鋼板，在綴板間的空隙處提前按建筑設(shè)計(jì)要求雕刻好花紋，再將四塊鋼板相互焊接，最后在鋼板與原框架柱的縫隙間注膠。工程中的花式包鋼加固法，綴板間隙間存在雕塑花紋，注膠效果較差，從結(jié)構(gòu)安全角度出發(fā)，采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003[1]中格構(gòu)式柱進(jìn)行計(jì)算分析。花式包鋼法加固框架柱如圖5-圖7所示，加固完成后如圖8所示。

工程中原框架柱結(jié)構(gòu)安全性滿足要求，花式包鋼加固后新增鋼架部分承擔(dān)新增夾層的所有恒載和活載，計(jì)算分析及設(shè)計(jì)方法可按無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法進(jìn)行。但該方法由四塊加工好的鋼板相互焊接，對(duì)原結(jié)構(gòu)表面平整度要求高，安裝完成后鋼板與原結(jié)構(gòu)表面縫隙偏大，注結(jié)構(gòu)膠后能否按外粘型鋼加固法進(jìn)行計(jì)算尚需進(jìn)一步研究，因此花式包鋼法目前只適用于可采用無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法進(jìn)行加固的結(jié)構(gòu)。

圖7 花式包鋼截面示意圖（單位：mm）

圖8 加固完成后現(xiàn)場(chǎng)照

3 結(jié)論

老舊廠房改造中為滿足后續(xù)使用功能需求，同時(shí)大幅增加使用面積，增設(shè)夾層是最為常見(jiàn)的。印刷車(chē)間增設(shè)鋼夾層在滿足功能使用需求的前提下，實(shí)現(xiàn)建筑外觀新穎，體現(xiàn)老舊工業(yè)歷史記憶，凸顯新舊文化對(duì)話，彰顯藝術(shù)氣息。通過(guò)花式包鋼加固法對(duì)原框架柱進(jìn)行加固，施工工藝成熟，加固方法可靠，滿足結(jié)構(gòu)安全要求，值得運(yùn)用推廣。但該方法只適用于可采用無(wú)粘結(jié)型鋼加固法進(jìn)行加固的結(jié)構(gòu)，能否按外粘型鋼加固法進(jìn)行計(jì)算分析尚需進(jìn)一步研究。

[1]建設(shè)部.GB 50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Reinforcement Design for Added Steel Mezzanine in Old Industrial Plants

In the renovation of an old factory,a mezzanine is needed to improve commercial effects and working requirements if its functions are transformed into malls or offices.This paper mainly introduces the steel mezzanine addition technology and the reinforcement technology of externally-wrapped steel plate.

steel mezzanine;externally-wrapped steel plate;renovation of old factory

TU399

A

1671-9107（2017）06-0054-02

基金論文：該文為重慶市建設(shè)科技計(jì)劃項(xiàng)目“老舊工業(yè)廠房改造再利用技術(shù)及工程管理綜合研究”（項(xiàng)目編號(hào)：城科字2015第（1-36）號(hào)）系列研究論文之一。

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.06.054

2017-05-09

張由(1987-)，男，重慶人，研究生，工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定、加固設(shè)計(jì)和加固施工等工作。