某框剪結構房屋加固改造設計

陳晗 張錦濤

某辦公大樓因建筑功能改變，需對原框剪結構進行改造。改造后部分區域的荷載成倍增加，由此造成原結構部分鋼筋混凝土框架柱、框架梁、次梁及樓面板承載力不足，需要進行加固設計。以該工程為背景，探討了鋼筋混凝土構件加固的常用方法及適用條件，可為加固設計人員提供參考。

改造； 荷載增加； 構件加固

TU746.3 A

［定稿日期］2022-05-09

［作者簡介］陳晗（1994—），男，本科，助理工程師，從事結構鑒定及加固設計工作。

為滿足生活和工作環境的需要，會對原有房屋進行維修改造。在改造過程中，最為常見的就是因荷載增加而造成部分結構構件承載力不足的問題。應根據項目的實際情況，綜合考慮適用性、經濟性、可靠性，確定最優的加固方案。

1 工程概況

某辦公樓位于四川省綿陽市，為一棟地上5層地下1層的框架-剪力墻結構房屋，基礎為柱下梁板式筏基，第一層結構平面布置圖見圖1。該房屋于2006年開工，2007年主體結構竣工。現某單位擬將第一層進行改造，改造后作為機房等功能使用。

該房屋安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，設計基本風壓為0.3 kN/mm2，工程建筑場地類別為II類，場地地震基本烈度為6度，設計地震分組為第二組，設計基本地震加速度為0.050g。改造后建筑能功能及荷載見表1。由此可以看出，本工程涉及的改造范圍不大，但部分區域荷載增加較多，因此在技術可靠、安全適用、經濟合理、確保質量的前提下選取適當的加固方法是設計的重難點。

2 結構加固計算

采用中國建筑科學研究院有限公司PKPM系列軟件建立空間結構模型，進行空間結構計算與分析，模型簡圖見圖2。根據計算結果得出結論：擬改造區域的地基基礎承載力滿足規范要求；房屋結構總體參數（位移比、質量比、剛度比及周期比等）滿足規范要求；剪力墻承載力滿足規范要求；部分鋼筋混凝土柱、梁及板承載力不滿足規范要求。

3 結構加固設計

3.1 框架柱加固設計

根據空間模型計算結果，考慮安全適用、經濟合理及現場施工的要求，當混凝土柱縱向配筋不足但相差較小或水平方向配筋不足時，采用外包型鋼的方式進行加固。當混凝土柱軸壓比超限或縱向及水平向配筋均不足時，采用增大截面的方式進行加固設計（圖3）。

3.2 框架梁及次梁加固

根據空間模型計算結果，考慮安全適用、經濟合理及現場施工的要求，因該項目主梁受彎承載力、加密區箍筋配筋不滿足要求且相差較大時，采用增大截面的方式進行加固設計。部分次梁的梁頂或梁底配筋不足，采用粘貼纖維復合材和直接剪切型錨栓鋼板加固法進行加固設計。項目采用的直接剪切型錨栓鋼板加固法與傳統的粘貼鋼板加固法相比，能實現錨栓與鋼板在縱向受力方向上的無間隙安裝，從受力開始即實現協同工作，最大限度利用材料承載能力，提高構件剛度，限值裂縫發展；同時也徹底消除粘貼鋼板加固固有的剝離風險，打破對承載力提高幅度的限值（圖4）。

3.3 樓面板加固

根據空間模型計算結果，該項目部分區域原有樓面板承載力不滿足要求，且相差較大，常用的粘貼鋼板或纖維復合材等加固法將不適用?？紤]到原有樓面板為雙層雙向配筋及層高限制等因素，采用增設支點加固法對樓面板進行加固。具體措施為在1層新增HN400×200×8×13的鋼梁，鋼梁與原結構連接見圖5。

4 結束語

（1）針對房屋結構實際出現的問題，應綜合考慮加固方案的適用性、經濟性、可靠性等，確定最優的加固方案。

（2）本文針對綿陽某房屋構件承載力不足問題，使用了增大截面法、包鋼法、粘貼纖維復合材法、直接剪切型錨栓鋼板法及增設支點法對其進行加固，既解決了問題，又有很好的經濟效益。本文的研究工作，對類似的結構加固有一定的指導意義。

參考文獻［1］ 混凝土結構加固設計規范：GB50367-2013［S］.北京：中國建筑工業出版社，2013.

［2］ 建筑結構荷載規范：GB50009-2012［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［3］ 馬建偉，郝會芬.北京出版社辦公樓加固改造結構設計［J］.四川建筑科學研究，2014，40（5）：100-104.