办公楼加固改造设计

办公楼加固改造设计

据相关资料统计，老旧建筑加固改造比新建可节省投资50%左右，缩短工

期60%,收回投资的速度比新建快3倍〜5倍。上世纪80年月及以前计算机结

构分析软件尚未广泛应用和普及,结构计算结果存在很多不足：结构计算模型简

化近乎抱负状态（如：多层计算假定为无侧移刚架模型）、计算采纳平面空间模

型而非三维空间模型、计算结果缺乏足够的牢靠性和平安性；同时，这个时间修

建的建筑经过30年左右的使用，结构的耐久性已下降，使用功能也会发生转变。

所以对这类建筑结构的加固改造是必要的。

1、工程概况

**公司办公楼*占地3766.22平方米，建筑呈“L”型布局，总建筑面积12570

平方米，初始设计为7层框架结构，1989年建成5层框架结构投入使用，1994

年增加3层，该房屋为8层钢筋混凝土框架结构，为L形布置，在拐角处设有变

形缝。

图片1.3办公楼结构平面示意图（各层类似）

本办公楼自修建至今已使用27年，历经不同的的业主使用，建筑的办公使

用功能总体没有变化，但多次的装修改造造成了部分梁、板、柱构件不同程度的

损伤，本次装修改造的原则也是不转变办公楼的使用功能，局部个别房间为满意

现行我国相关法律规范的要求改造成卫生间和设施用房；在经受了5.12汶川地

震、4.20芦山地震都未对其进行加固改造。本次加固改造设计为保证在后续使

用年限内的牢靠性、平安性，依据《混凝土结构加固设计法律规范》（GB

50367-2022）的规定，本工程结构加固后的后续使用年限为30年（简称A类建

筑）。

2、加固设计的所遇问题及解决

业主供应的原始资料缺失较多，仅有初始设计的7层建筑各专业的图纸和木

工程的抗震鉴定报告。1994年的加层结构图、笫一次修建按5层修建的结构图、

本工程两次施工的竣工图以及期间几次装修改造图均没有。针对此问题，又托付

检测单位对本工程进行全面的检测一一厂5层以现场检测复核原结构图为准，二

次修建的6、7、8三层以现场检测的数据作为复原本工程结构模型依据。通过上

述处理，基本精确完整的把加固设计模型建立起来。

3、本工程结构抗震鉴定及平安性鉴定结论

3.1、现场检测结论

1、①楼面梁存在局部混凝土脱落，纵筋、箍筋外露锈蚀；局部混凝土脱落,

纵筋、箍筋外露锈蚀；出屋面构架挑梁底部箍筋锈胀，梁体表面渗水、霉变，部

分梁底，箍筋锈胀；水箱抬梁底部钢筋外露锈蚀严峻；部分楼（屋）面梁近支座

处梁侧面面层开裂，最大裂缝宽在0.1〜0.2mm间。②楼面板个别区域板跨中，并

存在错动现象；现浇板存在个别钢筋外露，钢筋被局部截断现象，现象较普遍。

③房屋外装饰条存在损伤或缺失现象；部分墙面及吊点存在渗水现象。

2、混凝土柱强度推定值介于24.3MPa~40.9MPa间；混凝土梁强度推定值介

于25.8MPa~36.OMPa间；混凝土板强度推定值介于29.0MPa~39.7MPa间。

3、混凝土柱碳化深度在6.5mm间；混凝土梁碳化深度在6.0mm"6.5mm

间；混凝土板碳化深度在6.5mnT7.0mm间。碳化深度小于爱护层厚度，钢筋处于

混凝土碱性爱护中。

4、办公楼X向无明显倾斜规律；Y向无明显倾斜规律，倾斜率整体满意法

律规范要求。

3.2、抗震鉴定结论

办公楼结构构造有多处不符合抗震要求，部分房间存在钢筋露筋、锈蚀；填

充墙与混凝土梁、柱存在竖向或水平裂缝；个别混凝土梁近支座处梁侧存在混凝

土竖向裂缝；填充墙拉结筋设置；各楼层综合力量抗震指数均大于L0,综合抗

震力量满意A类房屋要求，但部分抗震构造措施不满意要求，部分楼层框架柱轴

压比超限，部分柱配筋不满意抗震承载力要求，舒分框架梁配筋不满意抗震承载

力要求，应实行措施进行抗震加固处理。

3.3、平安性鉴定结论

办公楼地基基础为Bu级，上部承重结构为Cu级，围护系统结构为Cu级。

依据地基基础和上部承重结构的评定结果，按其中较低等级确定，该建筑鉴定单

元的平安性评级为Csu级，平安性不符合该标准对Asu级的要求，显著影响整体

承载力。

34、相关建议

1、对轴压比超限处的框架柱进行加固处理。

2、对混凝土柱及梁抗震承载力不满意要求的构件进行加固处理。

3、对消失裂缝及露筋锈蚀的混凝土构件实行措施进行处理。

4、对穿管、钢筋截断、钢筋外露锈蚀的混凝土板实行措施进行处理。

5、应综合考虑该房屋后期装修改造的影响，并结合本报告，对该房屋进行

整体复核验算及加固改造设计，未经设计许可或技术鉴定，不得随便增

加荷载。

4、本工程结构加固设计

4.1、设计荷载

1、活荷载取值：

依据《建筑结构牢靠度设计统一标准》的规定一一活荷载标准值为设计基准

期内活荷载最大分布的某一分位值。《建筑结构荷载法律规范》自GBJ9-87扳起

就规定在楼面的活荷载标准值取值在调查和统计的基础上，考虑荷载随时间和空

间的变异性，进而采纳了概率统计模型，持续性活荷载和临时性活荷载统一采纳

等时段的平稳二项随机过程概率模型，假定（设计基准期T=50年）：

a.荷载消失的概率为P,不消失的概率为1—P；

h.荷载持续一次作用时间为T,则在准基期为荷载变动次数厂T/T;

c.荷载任意时点的概率分布函数是相同的。

依据以上假定，1二10年，厂5次，出于分析上的便利，对活荷载分布函数

采纳了极值I型分布函数：

F（x）=exp{-exp[-a（x-u）]}

其中：u：众值u=人0.5772/a

a：尺度参数a=冗/2.4495。

氏。为分布函数的平均值和标准差。

二者依据Tukstra的组合原则，并按肯定的分位值，得出楼面活荷载的标准

值（Qkl）o但在结构加固时，由于结构已处于服役期，因此荷载基准期T=50年

的假定已不再适应，而应改成目标使用期T（t）=30年，依据上述理论得出30

年的荷载基准期内的活荷载标准值（Qk2）0参荷载法律规范的条文说明Qk2相当

于0.95Qklo本次加固设计活荷载取值采纳了现行《建筑结构荷载法律规范》

的规定，未进行折减，以保证建筑结构加固后的后续使用年限内的活荷载牢靠度。

2、建筑恒载卸荷处理：

本工程自1989年建成已使用27年，并几经变更业主，各个使用单位依据自

己的喜好对本工程就进行过多次装修。原设计的建筑楼面为水磨石地面，现状为

地砖楼面，依据检测单位现场实测一一建筑结构面以上的二次建筑装修层厚度有

100mm左右。为满意后续使用结构平安要求，也是加固施工工艺对结构表面的要

求，对结构面层以上的二次装修层进行剔除卸荷处理；同时本次建筑房间分隔增

加墙体采纳轻质隔墙板（不大于0.8kN/m2）或玻璃隔断；本次楼面装修采纳：

走道、大厅及卫生间设计为地砖地面（荷载大小与原设计相当），其余房间设计

为地毯地面。

现状计算模型及结果，不满意抗震验算部位：

结构空间振动模型图

结构加固前柱配筋超限图

4.2、加固设计

加固设计思路：鉴于本工程原设计时间在上世纪80年月，结构空间计算考

虑不足，造成结构侧向刚度偏弱，本次加固设计着重对框架梁、柱的结构整体加

固，重点对框架柱的加固一一底层按混凝土加大截面处理，二层以上的加固部位

采纳外包型钢加固，以保证结构的轴压比在0.90以下；在八层会议室两侧的框

架柱为单跨框架，尽管其各项构造指标均满意法律规范，为保证其平安度均进行

外包型钢加固处理（以避开其加固后的刚度相对于下一层突变，会议室两侧的框

架柱自一层加固至8层）；结构混凝土强度取现场实测值与原设计值的较小值，

这样偏于平安。原设计底部三层为梁、板、柱混凝土强度为300号，折算成现行

法律规范的混凝土强度为C28,三层以上部位混凝土构件混凝土强度为25号，

折算成现行法律规范的混凝土强度为C23。检测单位实际检测数据中只有3层有

一个点低于原设计值。

①对轴压比超限处的框架柱采纳加大界面法进行加固处理，因此类问题多

在底部产生，加上本建筑为上世纪90年修建就，侧向刚度偏弱，在下部尤为严

峻。所以采纳增大截而法加固设计不仅可以提高加固框架柱的承载力量，而且还

可以通过加大其截面刚度，转变其自震频率，使正常使用阶段的性能在某种程度

上得到改善°此加固方法施工简洁，将原柱截面加宽160〜200nlmc

②对承载力不满意要求的钢筋混凝土柱实行外包型钢法加固设计，其加固

特点是被加固构件的截面和自重增加不大，基本不影响建筑空间尺寸，施工工期

较短。

③对承载力量不满意要求的钢筋混凝土梁实行粘贴钢板进行处理，粘钢加固

的主要特点是被加固构件的裁面和自重增加不大，基本不影响建筑效果，施工作

业队周边环境干扰小，牢靠性高。

加固计算模型及加固部位：

结构空间振动模型图

4.3结构加固后分析结果

加固设计前、后的主要结果对比如下:

结构位移掌握参数

加固设计前

作用方向XY

楼层最大层间位移与该楼层平均值的最大比值1.061.26

楼层层间最大位移与层高之比的最大值1/10631/781

加固设计后

作用方向XY

楼层最大层间位移与该楼层平均值的最大比值1.041.25

楼层层间最大位移与层高之比的最大值1/11151/801

最大轴压比：

加固设计前:1.14；加固设计后：0.80

楼层屈服强度系数（最不利前三位）

加固设计前

序号X向Y向

12.32.8

23.63.1

33.73.2

加固设计后

序号X向Y向

16.05.6

27.67.1

37.87.1

楼层抗震力量系数（最不利前三位）

加固设计前

序号X向Y向

11.41.4

21.6