老旧厂房增设钢夹层的加固设计

张由，严志钢，周伟，潘廷明

（1重庆市建筑科学研究院，重庆400042；2重庆临空都市基础设施建设运营有限公司，重庆401120）

老旧厂房增设钢夹层的加固设计

张由1，严志钢2，周伟1，潘廷明1

（1重庆市建筑科学研究院，重庆400042；2重庆临空都市基础设施建设运营有限公司，重庆401120）

在老旧厂房改造中，使用功能改变为商场及局部办公后，为提升业态效果和办公要求需增设夹层。该文主要介绍增设钢结构夹层技术和花式包钢柱加固技术。

钢结构夹层；花式包钢柱加固；厂房改造

0 引言

随着城市的发展和产业结构的转型和调整，越来越多的老旧工业厂房被改造成为商业和艺术创作融为一体的全新业态。老旧工业园区中，厂房普遍层高高、空间大，为充分利用现有空间同时提升商业业态效果和满足使用功能需要，增设夹层比较普遍。

根据重庆印制二厂改造项目商业业态定位和艺术氛围要求，新增夹层要体现历史记忆、凸显新旧文化对话；增设夹层加固后，原结构框架柱在加固的同时还应给艺术创作留下足够的空间，实现“力与美”的完美结合。本文介绍了增设钢结构夹层技术、花式包钢柱加固技术。

1 工程概况

原重庆印制二厂的商业改造中，印刷车间（1#楼）因使用功能改变为商场及局部办公后，为提升业态效果和办公要求，需增设钢结构夹层。增设钢夹层位于1#楼+3.200m标高处，该厂房原结构为5层框架结构，基础为独立基础，增设钢夹层平面位置如图1所示。

图1 增设钢夹层平面示意图（单位：mm）

2 方案设计

2.1 增设钢夹层方案设计

印刷车间（1#楼）层高高、空间大，为充分利用现有空间同时提升商业业态效果和满足使用功能需要，拟在一层增设钢夹层。

钢夹层楼板采用钢板，主次梁采用H型钢，主梁采用高强螺栓与花式包钢柱连接，次梁采用对接焊与主梁连接。增设钢结构夹层外观美观、质量轻，钢夹层主次梁布置如图2所示，主梁与柱连接大样如图3所示，次梁与主梁连接大样如图4所示。

图2 钢夹层主次梁布置示意图（单位：mm）

图3 主梁与柱连接大样（单位：mm）

图4 主次梁连接大样（单位：mm）

2.2 花式包钢加固设计

传统外包型钢加固法分为外粘型钢加固法和无粘结外包型钢加固法，采用传统外包型钢加固法加固框架柱时，框架柱四周为型钢，型钢之间焊接缀板，可大幅提高截面承载能力和抗震能力，但加固后结构表面美观性差。作为重庆本土商业和艺术创作融为一体的重庆印制二厂改造项目，每处细节都含有很高的艺术创作，建筑方和委托方要求框架柱包钢加固后表面不抹灰不外加装饰，要求框架柱包钢加固后外表面钢材要平整，且要在钢缀板间的空隙处雕刻花纹，创造艺术氛围，因此传统外包型钢加固法在建筑美观方面不满足工程的要求，不能完全按传统包钢工艺对该工程框架柱进行加固处理。

为实现新老建筑对话、新旧反差，增设夹层采用全新钢结构，一层原框架柱采用包钢进行加固；为体现历史的记忆、新中有旧、旧中有新，要在新增结构中看到老旧房屋的痕迹，同时为使包钢缀板空隙间为艺术创作提供空间、达到建筑外观要求，进而该工程中发展出一套全新包钢加固方法——花式包钢法。

图5 花式包钢立面示意图（单位：mm）

所谓花式包钢法，即每个框架柱加固钢材为四块钢板，在缀板间的空隙处提前按建筑设计要求雕刻好花纹，再将四块钢板相互焊接，最后在钢板与原框架柱的缝隙间注胶。工程中的花式包钢加固法，缀板间隙间存在雕塑花纹，注胶效果较差，从结构安全角度出发，采用《钢结构设计规范》GB50017-2003[1]中格构式柱进行计算分析。花式包钢法加固框架柱如图5-图7所示，加固完成后如图8所示。

工程中原框架柱结构安全性满足要求，花式包钢加固后新增钢架部分承担新增夹层的所有恒载和活载，计算分析及设计方法可按无粘结外包型钢加固法进行。但该方法由四块加工好的钢板相互焊接，对原结构表面平整度要求高，安装完成后钢板与原结构表面缝隙偏大，注结构胶后能否按外粘型钢加固法进行计算尚需进一步研究，因此花式包钢法目前只适用于可采用无粘结外包型钢加固法进行加固的结构。

图7 花式包钢截面示意图（单位：mm）

图8 加固完成后现场照

3 结论

老旧厂房改造中为满足后续使用功能需求，同时大幅增加使用面积，增设夹层是最为常见的。印刷车间增设钢夹层在满足功能使用需求的前提下，实现建筑外观新颖，体现老旧工业历史记忆，凸显新旧文化对话，彰显艺术气息。通过花式包钢加固法对原框架柱进行加固，施工工艺成熟，加固方法可靠，满足结构安全要求，值得运用推广。但该方法只适用于可采用无粘结型钢加固法进行加固的结构，能否按外粘型钢加固法进行计算分析尚需进一步研究。

[1]建设部.GB 50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

责任编辑：孙苏，李红

Reinforcement Design for Added Steel Mezzanine in Old Industrial Plants

In the renovation of an old factory,a mezzanine is needed to improve commercial effects and working requirements if its functions are transformed into malls or offices.This paper mainly introduces the steel mezzanine addition technology and the reinforcement technology of externally-wrapped steel plate.

steel mezzanine;externally-wrapped steel plate;renovation of old factory

TU399

A

1671-9107（2017）06-0054-02

基金论文：该文为重庆市建设科技计划项目“老旧工业厂房改造再利用技术及工程管理综合研究”（项目编号：城科字2015第（1-36）号）系列研究论文之一。

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.06.054

2017-05-09

张由(1987-)，男，重庆人，研究生，工程师，主要从事建筑结构检测鉴定、加固设计和加固施工等工作。