某老舊框架結構的檢測鑒定及加固優化設計

陳 力 軍

(山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

近年來，隨著經濟的快速發展，由于建筑功能改造的需求，對老舊房屋進行加固的案例越來越多，但如何準確的對老舊房屋的現狀質量進行檢測鑒定，并提出最優的加固設計方案是一個難點。本人通過對某老舊框架結構房屋的檢測鑒定，結合業主的改造內容及要求進行了優化加固設計。

1 工程概況

某煤礦浴室、更衣室為3層(局部5層)框架結構，建筑始建于20世紀80年代，無地下室，建筑平面為矩形，長約73.2 m，寬約20.7 m，建筑面積約為3 941 m2。建筑柱基礎采用鋼筋混凝土獨立柱基，圍護墻體為實心磚砌體。

2 檢測鑒定情況

2.1 現場檢查

建筑內外觀質量較差，室內外表觀陳舊，部分梁、板存在露筋、混凝土剝落現象，室內墻體抹灰層有脫落現象。經現場檢查發現浴池上方梁板普遍存在鋼筋外露、銹蝕、混凝土剝落現象，特別是以下區域特別嚴重：1層3-5/C-E軸間梁板；2層3-5/C-E軸間梁板、2層6-8/C-E軸間梁板；3層3-5/C-E軸間梁板、3層6-8/C-E軸間梁板。

2.2 配筋狀況檢查

根據建筑實際狀況采用鋼筋掃描儀對結構構件進行鋼筋掃描，從而揭示構件配筋狀況是否滿足設計及標準要求。具體測量項目包括：構件主筋數量、箍筋間距、加密區高度及樓板混凝土鋼筋保護層厚度、縱橫向配筋間距等。由檢測結果可見該樓梁、柱主筋數量和箍筋間距基本符合原設計要求，鋼筋的保護層厚度部分位置偏大，樓板配筋間距基本符合原設計要求，鋼筋的保護層厚度部分位置偏小，存在鋼筋外露現象。

2.3 混凝土強度檢測

依據GB/T 50344—2004建筑結構檢測技術標準及JGJ/T 384—2016鉆芯法檢測混凝土強度技術規程相關規定，對建筑混凝土構件隨機抽樣檢測，共鉆取混凝土芯樣24個，經芯樣切割加工、自然干燥后，通過室內無側限抗壓試驗提出強度。由檢測結果可見：該樓所取24個芯樣中，現齡期混凝土抗壓強度均大于200號(C18)的要求，可見該樓現齡期混凝土抗壓強度可滿足原設計200號(C18)的要求。

2.4 檢測鑒定結論

1)浴室、更衣室內外觀質量較差，部分混凝土構件存在鋼筋外露、銹蝕、混凝土剝落現象，尤其是在浴池范圍的混凝土構件破損比較嚴重。

2)浴室、更衣室的安全性等級為CSU級，即安全性不符合本標準對ASU級的規定，顯著影響整體承載。

3)浴室、更衣室的結構體系傳力不明確,不完全屬于框架結構，墻體已經承受一部分荷載，并不屬于非承重磚墻，因此拆除墻體前需先對梁進行加固。

4)浴室、更衣室抽檢的混凝土芯樣現齡期抗壓強度較高，滿足原設計200號(C18)的要求。

3 改造內容及要求

業主需要將原有的浴室、更衣室、走廊之間的墻體全部拆除，改造為一個大空間的制衣車間，人員比較密集，設備及產品重量較大，造成原有結構承載力不足，故需要進行結構加固。

4 加固設計方案的優化

4.1 計算條件

采用PKPM結構計算軟件對框架結構進行建模驗算，材料強度按照實測數據取值，抗震設防裂度為7度，加速度為0.1g，分組為第二組，本工程加固后使用年限30年。

4.2 地基基礎

本樓基礎為柱下獨立基礎，并設有地梁，基礎下部為基巖，巖層較堅硬，為弱風化巖，承載力較高，故本次未對地基基礎進行加固。

4.3 框架柱的加固

經計算分析，框架柱軸壓比可以滿足規范要求，但部分框架柱配筋率較低，不能滿足要求，需要對框架柱進行加固。較常見的柱的加固方法是外包鋼加固和粘鋼板加固。外包施工較復雜，但可以較大幅度的提高混凝土柱的受壓及受拉承載力，粘鋼加固法施工方便，但對柱受壓承載力提高較小。經分析比較，本工程采用施工較為簡便的柱粘鋼加固從而達到較好的加固效果，并優化了柱加固的數量，減少了工程量，提高了經濟效益，具體加固平面圖見圖1。

在框架柱根部增設角鋼，縱向鋼板與角鋼等強焊接，角鋼與原基礎采用M20螺栓連接，螺栓用結構膠植入原基礎，加固詳圖如圖2所示。

4.4 框架梁的加固

由于原結構結構體系傳力不明確,不完全屬于框架結構，實心墻體已經承受一部分荷載，并不屬于非承重磚墻，因此拆除墻體前需先對承重大梁進行加固，加固方法采用粘鋼的方法進行加固，具體做法為：先將樓面活荷載全部清除，對周邊梁板做好臨時支撐，然后拆除梁下500 mm高的墻體(保證足夠施工操作空間即可)，對梁進行粘鋼加固，最后再整片拆除墻體。

4.5 樓板的加固

1)對鋼筋外露、銹蝕嚴重的樓板采用粘碳纖維布的方法進行加固。先將原有鋼筋外露銹蝕之處進行除銹，并采用高強度灌漿料進行修補，最后在板底進行粘貼纖維布的施工，粘碳纖維布加固具有施工操作簡單、工期短的優點。2)對浴池部分的樓板，需要將原有混凝土底板及上半部分大梁拆除，然后進行補板施工，施工難度較大。施工過程中需要做好臨時支撐，拆除時應采用靜力切割，減小對原結構的擾動，拆除剖面如圖3所示。拆除完成后，對梁進行粘鋼加固，并在兩側面增設角鋼，然后將壓型鋼板放置在角鋼上，澆筑樓板混凝土(見圖4，圖5)。

5 結語

經過加固改造本工程取得了良好的效果，既保證了結構承載的安全，又實現業主改造要求，將原有的浴室、更衣室、走廊之間的墻體全部拆除，改造為一個大空間的制衣車間，又通過優化設計減小了對業主生產生活的影響。需要說明的是，部分老舊房屋建設年代早、施工不規范、結構傳力體系不明確，在改造過程中應引起足夠重視，拆除填充墻體及梁板時，必須做好臨時支撐體系，保證施工過程中的安全。