某框剪结构房屋加固改造设计

陈晗 张锦涛

某办公大楼因建筑功能改变，需对原框剪结构进行改造。改造后部分区域的荷载成倍增加，由此造成原结构部分钢筋混凝土框架柱、框架梁、次梁及楼面板承载力不足，需要进行加固设计。以该工程为背景，探讨了钢筋混凝土构件加固的常用方法及适用条件，可为加固设计人员提供参考。

改造； 荷载增加； 构件加固

TU746.3 A

［定稿日期］2022-05-09

［作者简介］陈晗（1994—），男，本科，助理工程师，从事结构鉴定及加固设计工作。

为满足生活和工作环境的需要，会对原有房屋进行维修改造。在改造过程中，最为常见的就是因荷载增加而造成部分结构构件承载力不足的问题。应根据项目的实际情况，综合考虑适用性、经济性、可靠性，确定最优的加固方案。

1 工程概况

某办公楼位于四川省绵阳市，为一栋地上5层地下1层的框架-剪力墙结构房屋，基础为柱下梁板式筏基，第一层结构平面布置图见图1。该房屋于2006年开工，2007年主体结构竣工。现某单位拟将第一层进行改造，改造后作为机房等功能使用。

该房屋安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，设计基本风压为0.3 kN/mm2，工程建筑场地类别为II类，场地地震基本烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0.050g。改造后建筑能功能及荷载见表1。由此可以看出，本工程涉及的改造范围不大，但部分区域荷载增加较多，因此在技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量的前提下选取适当的加固方法是设计的重难点。

2 结构加固计算

采用中国建筑科学研究院有限公司PKPM系列软件建立空间结构模型，进行空间结构计算与分析，模型简图见图2。根据计算结果得出结论：拟改造区域的地基基础承载力满足规范要求；房屋结构总体参数（位移比、质量比、刚度比及周期比等）满足规范要求；剪力墙承载力满足规范要求；部分钢筋混凝土柱、梁及板承载力不满足规范要求。

3 结构加固设计

3.1 框架柱加固设计

根据空间模型计算结果，考虑安全适用、经济合理及现场施工的要求，当混凝土柱纵向配筋不足但相差较小或水平方向配筋不足时，采用外包型钢的方式进行加固。当混凝土柱轴压比超限或纵向及水平向配筋均不足时，采用增大截面的方式进行加固设计（图3）。

3.2 框架梁及次梁加固

根据空间模型计算结果，考虑安全适用、经济合理及现场施工的要求，因该项目主梁受弯承载力、加密区箍筋配筋不满足要求且相差较大时，采用增大截面的方式进行加固设计。部分次梁的梁顶或梁底配筋不足，采用粘贴纤维复合材和直接剪切型锚栓钢板加固法进行加固设计。项目采用的直接剪切型锚栓钢板加固法与传统的粘贴钢板加固法相比，能实现锚栓与钢板在纵向受力方向上的无间隙安装，从受力开始即实现协同工作，最大限度利用材料承载能力，提高构件刚度，限值裂缝发展；同时也彻底消除粘贴钢板加固固有的剥离风险，打破对承载力提高幅度的限值（图4）。

3.3 楼面板加固

根据空间模型计算结果，该项目部分区域原有楼面板承载力不满足要求，且相差较大，常用的粘贴钢板或纤维复合材等加固法将不适用。考虑到原有楼面板为双层双向配筋及层高限制等因素，采用增设支点加固法对楼面板进行加固。具体措施为在1层新增HN400×200×8×13的钢梁，钢梁与原结构连接见图5。

4 结束語

（1）针对房屋结构实际出现的问题，应综合考虑加固方案的适用性、经济性、可靠性等，确定最优的加固方案。

（2）本文针对绵阳某房屋构件承载力不足问题，使用了增大截面法、包钢法、粘贴纤维复合材法、直接剪切型锚栓钢板法及增设支点法对其进行加固，既解决了问题，又有很好的经济效益。本文的研究工作，对类似的结构加固有一定的指导意义。

参考文献［1］ 混凝土结构加固设计规范：GB50367-2013［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013.

［2］ 建筑结构荷载规范：GB50009-2012［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［3］ 马建伟，郝会芬.北京出版社办公楼加固改造结构设计［J］.四川建筑科学研究，2014，40（5）：100-104.