某綜合樓結構改造的可行性分析

徐 華，李兆勤，肖 珍，虞孔安

（1.湖南博聯檢測集團有限責任公司，湖南 常德 415000；2.常德陽明湖投資開發有限公司，湖南 常德 415000；3.湖南文理學院芙蓉學院，湖南 常德 415000）

1 工程概況

某綜合樓為底層局部大開間轉換結構，共六層，使用功能為綜合樓，建筑長度為37.6m，建筑寬度為12.0m，一層層高為4.2m，二層及以上層高均為3.0m，建筑高度為19.2m，總建筑面積約為2400m2。

該房屋修建于1998 年，當時房屋按89 年系列規范進行結構設計，直至今日，結構設計規范已經多次修改、提高，當時的設計規范對房屋結構安全性、抗震設防要求均偏低。現擬將對該房屋部分結構進行改造，為確定其改造方案是否可行，有必要對房屋開展檢測鑒定分析。

2 房屋改造方案

本次改造部分主要為二層樓面及以下部分結構，通過拆除原有結構部分墻體、新增混凝土柱、梁、板結構構件，以擴大原有一層結構的使用空間。具體為：拆除一層1-29 軸交C 軸磚墻、一層17 軸交C-D 軸磚墻、一層20 軸交C-D 軸磚墻、一層26 軸交C-G 軸磚墻、一層18 軸-21 軸交F 軸磚墻、一層23 軸-25 軸交F 軸磚墻；新增一層1-29 軸交A 軸磚墻；新增1-29軸交A 軸共12 個柱及柱下獨立基礎，新增一層18 軸交F軸柱及柱下獨立基礎、21軸交F柱及柱下獨立基礎、23 軸交F 柱及柱下獨立基礎、26 軸交F 柱及柱下獨立基礎、26 軸交E 柱及柱下獨立基礎、29 軸交E 柱及柱下獨立基礎；新增18 軸-21 軸交F 軸梁、23 軸-26 軸交F 軸梁、19 軸-25 軸交H 軸梁、19 軸交F 軸-G 軸梁、25 軸交F 軸-G 軸梁、26 軸-29 軸交E 軸梁、26 軸交D 軸-H 軸梁；新增1 軸-29 軸交A 軸-C 軸范圍內梁及現澆板（板厚80mm）；擬改造方案未改變原房屋二層及以上結構布置。

3 房屋現狀調查與檢測

3.1 基本情況

該房屋為底層局部大開間轉換結構，查閱《中國地震動參數區劃圖》（GB18203-2015）續表C.18 可知：建筑抗震設防烈度為7 度（0.10g）[1]；依據《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）第6.0.8 條規定，該房屋抗震設防類別為標準設防類（丙類）[2]；根據《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）可知：該房屋基本風壓為0.4kN/m2，基本雪壓為0.5kN/m2（50 年一遇），地面粗糙度類別為B 類[3]；根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.1.2 條及7.1.9 條可知：該房屋底層框架抗震等級為二級[4]。

3.2 結構現狀

3.2.1 地基基礎

該房屋地勢較平坦，地基穩定，無滑動跡象；基礎采用柱下獨立基礎、墻下條形基礎，基礎埋深1.8m，混凝土設計標號為C20，地基承載力標準值fk 為200kPa；未發現該房屋上部結構存在因地基不均勻沉降產生的反應。

3.2.2 上部結構

該房屋框架柱及轉換梁截面偏小，傳力途徑較為復雜。根據設計資料顯示：該房屋上部主體工程中混凝土構件的設計標號均為C20，柱、梁主筋采用二級鋼筋（HRB335），樓板鋼筋及柱、梁箍筋采用一級鋼筋（HPB235），現澆板鋼筋保護層厚度設計值為15mm，梁鋼筋保護層厚度設計值為25mm；承重墻體材料采用240mm 厚燒結普通磚砌筑，磚強度設計值為MU7.5，一層至四層墻體砌筑砂漿設計強度等級為M5，其余層墻體砌筑砂漿設計強度等級為M2.5。

表1 部分框架柱軸壓比復核

3.3 質量缺陷

該房屋部分底框梁存在粉刷層脫落、露筋的現象；部分預制樓板板間有細微裂縫；1-27 軸交A-B 軸范圍內懸挑梁、預制板底部有滲水、發霉、粉刷層脫落等現象。屋面形式為現澆板平屋面，暫未見屋面板有明顯滲水現象。

3.4 結構檢測

根據《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2019）相關要求[5]，對該房屋進行抽樣檢測，具體包括混凝土抗壓強度、砌塊抗壓強度、砂漿抗壓強度、鋼筋間距、鋼筋保護層厚度、樓板厚度、層高、構件尺寸、房屋傾斜等方面內容。

經檢測，該房屋所檢柱構件混凝土強度推定值為25.5MPa～27.1MPa；所檢梁構件混凝土強度推定值為25.3MPa～27.3MPa；所檢墻體砌筑磚抗壓強度推定強度等級為MU10；所檢一至六層砌體砂漿強度推定值分別為3.3MPa、3.1MPa、3.1MPa、3.0MPa、3.3MPa、3.2MPa；所檢板構件板底鋼筋間距X 方向平均值為155mm～162 mm，Y 方向平均值為157mm～161mm；所檢板類構件鋼筋保護層厚度為5mm～16mm；所檢梁類構件鋼筋保護層厚度為14mm～26mm；所檢樓板厚度平均值為118mm～122 mm；所檢一層～六層高平均值分別為4198mm、2999 mm、3002mm、3000mm、2999mm、3004mm；所檢柱構件尺寸均為350mm×350mm；梁構件尺寸分別為250mm×750mm、300mm×650mm、300mm×600 mm、350mm×750mm、150mm×300mm；所檢構件頂點最大位移值為22mm。

4 承載力復核

按擬定方案，利用PKPM 結構計算軟件對房屋結構承載能力進行復核分析。

4.1 地基基礎承載力

對該房屋所有獨立基礎進行了承載力復核，大部分基礎承載能力不滿足要求。

4.2 鋼筋混凝土柱計算復核

該房屋六層底層局部大開間轉換結構，建筑高度為19.2m，根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.1.2 條及第7.1.9 條可知：該房屋底層框架抗震等級為二級；根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.3.6 條可知：抗震等級為二級的框架柱軸壓比應按0.75 控制[6]。根據驗算結果，該房屋部分框架柱軸壓比大于0.75，大部分柱實際配筋不滿足計算配筋的要求。具體計算結果如表2、3 所示。

表2 部分框架柱配筋復核

表3 部分混凝土梁正截面配筋復核

4.3 鋼筋混凝土梁計算復核

對該房屋所有結構梁進行了配筋校核，部分混凝土梁正截面、斜截面承載力不滿足計算配筋的要求。具體計算結果如表4、5 所示。

表4 部分混凝土梁斜截面配筋復核

5 總結

通過經現場檢測和承載能力計算分析，發現按擬定方案對該房屋二層樓面及以下部分結構進行改造方案是可行的，但考慮到原設計結構構件不能滿足現有使用的承載能力要求，必須對房屋的部分基礎、框架柱、框架梁進行加固處理。改造施工前應采取措施對原結構進行保護，施工過程中應避免對原結構造成破壞，嚴禁在柱、梁、板構件上開洞。同時考慮到該房屋混凝土結構構件碳化深度較大，為避免鋼筋銹蝕，提高結構耐久性，應對混凝土結構構件采取相應防護或修補措施。