綜合醫院結構加固設計的實例分析

文/李青青 深圳市清華苑建筑與規劃設計研究有限公司 廣東深圳 518000

建筑加固改造的基礎是巨大的既有建筑存量，隨著建筑行業的發展，加固改造項目也隨之發展。目前，中國建筑的加固、維護業務持續增長。既有建筑加固的主要原因有以下幾點：1.我國每年有一大批因生產規模及工藝等更新而需要技術改造和加層的建筑物，它們因結構超載而需要補強；2.隨著抗震要求，設防標準的提高和改變，許多地區現有房屋不能滿足新設防的抗震要求，從而需要抗震加固；3.近年來社會上大量曝光的因工程質量低劣所造成的危房，它們也亟待加固處理。目前主要的混凝土結構加固方式有：碳纖維加固法、加大截面加固法、粘結外包型鋼加固法、結構膠植筋加固法等。

1、工程概況

某市綜合醫院，為二級甲等醫院，總建筑面積約為90000 平方米。地下建筑共一層，裙房為框架結構，共四層，總高度為15 米。四層以上為兩棟塔樓，共十三層，建筑物總高度66m。本項目主設有兒科、婦科、產科、住院樓等部門。結構抗震設防烈度為6 度，設計地震基本加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。設計使用年限50年，塔樓部分剪力墻及框架均為二級，裙樓塔樓相關范圍為二級，其余部分為三級。

本項目原為婦幼醫院，2017年基本完成主體結構施工。后因業主變換等原因，醫院功能由婦幼醫院改為綜合性醫院，醫院裙樓2層、3層功能及流線發生變動，塔樓功能及流線基本未變。

2、復核計算

采用PKPM 系列工程軟件SATWE 進行內力計算分析，其荷載取值按 《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）及參考《全國民用建筑設計技術措施》中的相關規定取值。經計算分析后，原設計地基基礎承載力均滿足要求，部分框架柱原配置縱筋不滿足修改后的承載力、存在軸壓比超限等問題。因框架梁內力提高，梁端彎矩和跨中彎矩均有增大，部分梁顯示超筋。局部結構板跨中彎矩及支座處彎矩增大，結構板需進行加固。

3、加固設計

3.1 框架柱加固

根據改造后工程實際模型內力分析結果，與原結構設計圖紙進對比，并對現場實際情況進行分析后，對軸壓比超限的、縱筋不足的部分框架柱采用截面加大法進行加固（圖1）。

因現場部分柱處于結構沉降縫位置，無法用截面加大法進行施工，存在較大的施工難度。所以此部分縱筋不足的框架柱，采用外包型鋼加固法施工（圖2）。

3.2 框架梁加固

根據《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）中第10.2.10 條，“鋼筋混凝土結構構件加固后，其正截面受彎承載力的提高幅度，不應超過40%”。所以根據此原則，當改造后承載力與原模型承載力的比值小于1.4倍時，框架梁采用碳纖維加固法（圖3）。當改造后承載力與原模型承載力比值大于1.4 倍時，框架梁采用截面加大法進行加固。

3.3 結構板加固

經分析計算結果，結構板改造后彎矩與原模型彎矩比值均小于1.4 倍，所以結構板采用碳纖維加固法。

4、加固施工要求

加固施工必須由具有特種施工資質（結構補強）的專業公司完成。構件進行加固前，應優先考慮將原結構構件除其自重外進行卸載，如無法卸載時應及時向設計人員報告，得到設計允許后方可施工。施工單位在施工中必須做好對新舊混凝土澆筑界面的處理，鑿毛、充分濕潤、接漿（或使用其他界面劑），保證連接面的質量及可靠性。采用粘貼碳纖維布加固的構件，從竣工之日算起，業主應至少每隔十年對構件的工作狀態進行檢查，對出現破損、嚴重老化的部位應進行處理。加固施工時，要注意加固材料存儲和使用過程中的安全，并按產品說明的要求采取安全保障措施。未經技術鑒定或設計許可，不得改變結構加固后結構的用途和使用環境。

結論：

結構加固工程應嚴格按照相關規范進行設計和施工。當加固方案有多種方案選擇時，需根據現場實際情況，具體問題具體分析，篩選出相對經濟和較容易施工的加固方案，以便于節省造價和資源。

相信隨著建筑科學技術的不斷發展和進步，加固技術的不斷完善，更好的加固方法也會隨之出現。