房屋改造工程中结构加固设计探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 房屋改造工程中结构加固设计探讨 摘 要：既有房屋，有的由于使 用性质改变而导致荷载增加；有的为了 增加使用面积，在层高较大的部位或在 屋顶上进行加层；有的为满足节能有关 规定，需将楼层周边凹凸部分补平改造； 有的需要进行抗震加固；有的由于遭受 火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需 要进行加固处理等。既有房屋的改造、 加固日益增多。因此，建筑结构设计人 员根据形势的发展应不但能熟练地从事 新建筑的结构设计，还要逐渐熟悉和掌 握对既有房屋的改造和加固设计工作。 本文结合实例工程对高层办公楼改造加 固设计进行探讨。 中国论文网 /2/view-12911543.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词：房屋改造工程；结构设 计；加固 前言 随着经济的发展和社会的变化， 特别是自然灾害的频繁发生。现代的人 们不仅要求建筑物满足现代的美观和居 住要求，还对其安全性、稳固性具有要 求。目前我国有很多的建筑物随着年限 的增长存在着质量隐患和安全隐患，对 于人们的生命安全存在着挑战。因此,探 讨房屋建筑加固改造的结构设计具有非 常重要的现实意义。 1、 工程概况 本改造工程其办公楼为地下 2 层、 地上 9 层（局部 10 层） ，结构体系为现 浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，基础 为箱形基础，楼板大部分采用 160mm 厚 6.06.4m 双向现浇板。本建筑物于 1993 年建成并投入使用。 2、 工程改造内容 根据装修改造建筑方案，办公楼 内非结构构件全部拆除，地面装饰面层 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 全部剔除，然后重新铺设石材和地砖， 本次改造所涉及的结构内容有：（1） 卫生间改造、位置变换；（2）部分房 间改变使用功能(改造为会议室，资料 室等)；（ 3）外立面改造、窗户位置前 移；（4）对新开门洞剪力墙进行墙体 加固；（5）新增加电井、屋面增加设 备基础和水箱间等进行梁板补强； （6）由于本工程属于改造工程，结构 构件经过多年使用可能存在保护层脱落 和裂缝等现象，所以应全面检查原结构 缺陷并进行适当的补强加固处理。 3、 工程结构鉴定 3.1 房屋可靠性鉴定及结论 根据民用建筑可靠性鉴定标准 规定要求，在建筑物大修前的全面检查 时应进行可靠性鉴定，其中包括安全性 鉴定和正常使用性鉴定。现场检测结果 表明：（1）外观质量检查中未发现严 重影响结构安全使用的损伤与缺陷； （2）混凝土强度总体基本满足现行规 范对混凝土最低强度等级的要求； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 （3）钢筋配置和构件尺寸基本满足原 设计要求；（4）混凝土碳化深度和钢 筋锈蚀情况基本正常；（5）根据该楼 高度、平面尺寸、层数等条件选择采用 的框架剪力墙结构体系较合理，结构 传力途径明确。鉴定结论：根据办公楼 地基基础、上部承重结构和围护系统承 重部分构件的承载能力 R/r0S、构造、 位移或变形、受力裂缝和非受力裂缝的 安全性评定结果和子单元的安全性评定 结果，依据民用建筑可靠性鉴定标准 （GB50292-1999）第 8.1 条的规定，评 定安全性等级为 Asu 级。 3.2 建筑抗震鉴定及结论 该建筑尚在使用期内，原设计已 考虑抗震设防，现有设防要求也未提高， 现因业主的变更而进行全面装修改造， 但并未改变结构用途和使用环境，仍为 办公用房，根据现行建筑抗震鉴定标 准的要求是不必要做抗震鉴定的，但 是针对业主要求改造后延长使用年限的 要求，对该建筑进行了抗震鉴定。按照 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 原设计的完成时间推断原结构设计所依 据的规范为国家 78 系列规范，未提及 结构合理使用年限。按照建筑抗震鉴 定标准规定在 20 世纪 80 年代建造的 现有建筑的后续使用年限宜采用 40 年， 在 20 世纪 90 年代建造的现有建筑的后 续使用年限不宜少于 40 年，因此采用 后续使用年限 40 年的 B 类建筑抗震鉴 定方法，用中国建筑科学研究院编制的 PKPMCAD 系列混凝土结构鉴定加固软 件进行抗震性能验算，鉴定结论：第一 级鉴定及第二级鉴定均满足建筑抗震 鉴定标准 （GB50023-2009）的要求。 3.3 鉴定报告建议 建议对原有露筋部分进行补强加 固，若延长使用年限，须进行抗震加固。 对此楼进行改造时，须对改造后承载力 有变化且承载力不足的构件及开洞等受 损构件进行补强加固，对底部重要竖向 构件进行加固以增加结构整体抗震性能。 4、 结构加固的内容 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 4.1 抗震加固 根据业主延长使用期的要求，后 续使用年限为 50 年的现有建筑，需按 现行国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011）的要求进行抗震鉴定。验 算结果表明：该楼大部分剪力墙底部和 部分框架柱所配主筋、部分框架柱箍筋 加密区、非加密区不满足现行规范要求， 角柱、楼梯间短柱未考虑箍筋全高加密， 剪力墙也没有设置边缘构件，需要对承 载力不满足要求的构件进行抗震加固， 提高结构抗震承载力，满足抗震要求。 4.2 补强加固 通过严格控制装修荷载，在进行 装修改造方案和材料的选择上也可根据 原结构的承载能力进行控制，尽可能地 避免增加荷载，减少伤筋动骨，减少对 结构的加固处理。对建筑物的耐久性损 伤及结构裂缝采取措施进行处理，满足 继续使用 50 年的要求。 5、 结构加固的措施 5.1 加固剪力墙底部加强区：具 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 体为钢筋混凝土套加厚地下 1 层、地上 1、2 层的混凝土墙，并用钢构套加固洞 口，起到剪力墙边缘构件的作用。 5.2 结合南北向扩建增设圈梁及 构造柱等抗震构造措施 在多层砖混房屋中设备沿楼标高 的水平圈梁，可加强内外墙的连接，增 强房屋的整体性，以充分发挥各片墙体 的抗震能力。圈梁作为边缘构件，对装 配式楼、屋盖在水平面内进行约束，可 提高楼盖、屋盖的水平刚度，同时能保 证楼盖起一整体横隔板的作用。圈梁与 结构柱一起对墙体在竖向平面内进行约 束，限制墙裂缝的开展，且不沿伸超出 两道圈梁之间的墙体，并减小裂缝与水 平的夹角，保证墙体的整体性和变形能 力，提高墙体的抗剪能力。设置圈梁还 可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表 裂缝对房屋的影响，特别是屋盖和基础 顶面处的圈梁具有提高房屋的竖向刚度 和抗御不均匀沉陷的能力。 砖墙增设构造柱后能够提高砖混 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 房屋的延性（图 3） ，发挥防止砖砌体侧 向挤出塌落的约束作用。设置钢筋混凝 土构造柱能使砌体的抗剪承载力提高 10%- 30%，提高砌体的变形能力，是有效的 抗倒塌措施。另外，再多层砖混房屋中 合理地设置构造柱，能起到增强房屋整 体性的作用，还可以利用其塑性变形和 滑移摩擦来消耗地震能量，从而大大提 高抗震能力。 5.3 对墙体采用双面钢筋网砂浆 面层加固以加强墙体的承载能力及抗震 性能。 钢筋网砂浆面层加固（图 4） ，是 在面层砂浆中配设一道钢筋网或钢板网 或焊接钢丝网，达到提高墙体承载力和 变形性能（延性）的一种加固方法，优 点是出平面抗弯强度有较大幅度提高， 平面内抗剪强度和延性提高较多，墙体 抗裂性有较大幅度改善。新增面层还能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 起到减小预制板跨度、增加板搁置长度 的作用。 5.4 钢构套加固角柱、楼梯间短 柱等需要加强抗剪能力的构件。 5.5 钢筋混凝土套加固框架梁、 柱：因纵筋和箍筋不够而抗震承载力不 足的构件，以及轴压比超限的柱。 5.6 对个别使用功能调整，荷载 增加，可能对局部楼板、梁、柱的受力 产生影响，采取局部梁板的加固处理， 板底粘贴碳纤维布，梁粘钢加固。 5.7 配合建筑、设备、电气专业 的装修改造进行的局部结构开洞与封堵： （1）墙开洞加固：采用包钢加固方法 进行加固；（2）楼板开洞加固：采用 板底粘碳纤维方法加固；（3）梁开洞 加固：采用粘钢加固方法进行加固； （4）墙、板小洞口（直径300mm） 封堵：采用浇筑灌浆料直接进行封堵； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 （5）墙大洞口封堵：砌填充墙封堵； （6）板大洞口封堵：板上原洞口周边 凿毛，用新配钢筋植入周边结构，浇筑 灌浆料封堵洞口。开洞时需要采用水钻 钻孔，尽量少切断钢筋，锚固可采用植 筋和化学锚栓等。 5.8 裂缝修补：施工中根据原结 构情况，针对原结构墙、梁、板上出现 的裂缝进行如下处理：当裂缝宽度 0.3mm 时，采用环氧树脂浆液进行表 面封闭；当裂缝宽度0.3mm 且 0.7mm 时，采用环氧树脂浆液压力灌 注；当裂缝宽度0.7mm 时，应报设计 人员另行处理。 5.9 钢筋阻锈：根据施工现场情 况，对结构构件（梁、板、柱、墙）保 护层胀裂脱落的构件，应剔除开裂部位 混凝土，将锈蚀钢筋除锈后刷钢筋阻锈 剂，抹一层聚合物砂浆,再粘碳纤维补强。 5.10 结构构件表观处理：根据施 工现场情况，对结构构件出现蜂窝麻面、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 表面不平等表观问题，采用抹一层聚合 物砂浆处理，对混凝土表面碳化严重的 部位采用刷渗透型混凝土保护液进行处 理。 5.11 提高结构耐久性措 施：对 各层现浇板底及未经加固的楼屋面梁、 柱、楼梯等混凝土构件，在清除表面装 修层后，喷涂阻锈剂（避免采用含亚硝 酸盐成分的阻锈剂） ，并定期检查维护， 以保证 50 年使用期