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摘 要：某现浇框架剪力墙结构建筑由于使用需求，要对原结构进行改造以及加固设计。本文具体介绍了扶梯、自行人梯、升降机的改造方案设计，并对原有楼层梁板柱进行校核，根据不同受力情况和现场条件，对不同部位的梁、板采用了具有针对性的加固改造方法，取得了良好的效果，相关的工程设计经验可供同类建筑改造加固参考。
关键词：现浇框架剪力墙；改造方案；加固设计；
中图分类号： TU323.5 文献标识码：
0 前言
随着城市经济建设的飞速发展，城市用地逐渐紧张，原有的办公和住房虽然结构完好，但因层数较少，建筑面积及功能已不能满足日益增长的需求，特别是处于城市中心地带的旧房，这种问题显得尤为突出。因此，对已有建筑改造加固也就成了人们普遍关心的问题。对已有建筑进行改造加固设计，最大优点是不占用建筑用地，且建设周期较短，已越来得到社会的重视。在改造之前应先对建筑物进行合理的计算分析，继而才能做出安全、合理、经济、可行的改造加固设计方案。
1 工程概况
某建筑大楼，为十八层现浇框架—剪力墙结构，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，框架抗震等级四级，剪力墙抗震等级三级，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，基础采用桩基。原一至三层为普通办公楼，现计划改造为超市，超市活载标准值为3.5kN/m2，走道、楼梯活载标准值为3.5kN/m2，部分区域将摆放大型设备，荷载根据实际设备重量计算；同时，一层到二层在S～R轴与12～15轴之间增设扶梯，二层至三层在C～D轴与3～15轴之间增设自动人行梯，一层至三层在F～D轴与1～3轴之间设置升降梯。
2 改造方案的设计
具体改造方案主要根据建设方选购电梯设备尺寸以及功能要求进行设计，具体改造方案要求如下：
2.1 扶梯改造方案
本楼一层层高为3900mm，建设单位订购扶梯高度为3900mm，梯梁水平近距为10475mm，扶梯倾角为35°。扶梯下支撑点需设机坑，故在一层15轴左侧需将楼板凿除并增设下沉钢筋混凝土机坑。扶梯需要有足够的净空高度，在二楼在10～15轴凿除部分楼板，且凿除12轴框架梁，楼板凿除部分还需在其边缘增设现浇钢筋混凝土梁。
2.2 自动人行梯改造方案
二层层高为3400mm，订购的自动人行梯高度为3400mm，梯梁水平近距为18466mm，倾角为12°，其改造与扶梯改造相似，为满足机坑和净空要求，凿除相应位置梁板，同时考虑自动人行梯荷载较大，跨度长在跨中及9～14轴之间增设一竖向支撑，新增支撑形式采用立柱横梁结构，柱子与原结构连接采用植筋。
2.3 升降梯改造方案
升降梯从一层到三层，根据升降机所需尺寸在相应位置凿除楼板并增设相应钢筋混凝土梁。升降梯所需机房部分则考虑在四层楼面以上1m多处设置机房并封顶，同时防止升降机运作异常而对建筑结构产生破坏，在升降机底基坑下设置两个缓冲墩。
3 改造加固设计
3.1 结构计算分析
将扶梯、自行人梯、升降梯以及新增现浇混凝土梁板及其荷载加至于框架结构上，并对凿除部分梁板构件删减，调整后采用PKPM软件进行整体结构计算分析。整体结构计算后，新结构底层柱墙最大组合内力增加幅度不及原结构的1%，且原结构桩基础可满足现改造后结构承载力要求，所以不进行基础加固处理；另外，根据对新框架结构刚度，柱、梁等承載力和配筋校核，结果显示只存在部分梁板承载力不足的情况。针对梁配筋面积不足较少的（承载力不足少于40%），计划采用粘贴碳布、粘钢或包钢进行加固，个别梁承载力明显不足的，则进行加大截面加固。
3.2 楼板加固
部分楼板荷载增加，楼板配筋不足，但是楼板刚度满足要求的，则在板面支座、板底采用200G/m2厚度0.111mm碳纤维布及配套胶粘剂加固。施工应注意事项有：
①对粘贴部位应铲除抹灰层并用砂轮打磨表面疏松层和油脂，直至露出新混凝土界面，再用丙酮擦拭，若有凹凸不平部位应用修补材料补平；
②涂刷基底树脂时，应用滚筒刷或特制毛刷均匀涂布在已用丙酮擦净的混凝土表面，调好的胶应在规定时间内用完；
③胶粘剂均匀涂抹于混凝土表面，其厚度应满足要求；
④用特制滚筒沿纤维受力方向在已贴好的碳纤维布上多次滚压，挤出空气使用碳纤维布与混凝土表面紧密粘贴；
⑤在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹胶粘剂，并在表面作相关的防护处理[1]。
3.3 梁结构加固
依据计算分析结果，对于梁加固采用以下几种方法加固：
（1）加固后承载力提高40%以下的梁：采用外粘贴型钢加固，当钢板全部粘贴在梁底面有困难时，将部分钢板对称粘贴在梁的两侧面，但需把粘贴区控制在距受拉边缘1/4梁高度范围内，粘贴钢板宽度需进行修正[2]。梁面支座处粘钢加固遇柱处应绕柱距梁边在4倍板厚范围内延伸锚固。
（（2）加固后承载力提高仍在40%左右且抗扭不足的梁：采用外包钢加固，如图1所示。钢箍板需穿过楼板，钻孔采用半重叠钻孔法，箍板穿插安装、焊接，若梁面有粘贴钢板，则将其包裹。
（3）承载力明显不足的梁：采用加大截面处理。在一层扶梯搭接梁15轴上S～Q轴间，由于扶梯荷载增加甚大，原截面梁承载力明显不足，对其进行加大截面，同时考虑扶梯构造、楼下净空要求，对此梁高、宽都进行加大截面加固，旧混凝土与新混凝土连接面需凿毛并植筋设置剪力腱。
3.4 楼板凿除和新增梁
由于扶梯、自行人梯以及升降梯的设置，需凿除部分板和梁。在部分板凿除后，为保证原有楼板稳定，需在板凿除边缘增设新混凝土梁，并在板边缘加设支座负筋，新增支座负筋与原楼板连接并根据负筋长度尺寸在将旧楼板凿除，铺设钢筋，然后用高于原结构混凝土标号一级的混凝土浇筑。旧板凿除后，板面、底钢筋保留并锚固于新增混凝土梁中，锚固长度需满足设计规范[3]要求，具体构造如图2所示。
3.5 其他节点构造
扶梯、自行人梯支撑与框架梁搭接：本工程中由于层高与电梯竖向高度相同并在水平框架梁间距受限，增设牛腿则无法满足安放电梯尺寸要求。因此，将电梯支撑直接置于框架梁面，安放后电梯与原楼面将造成一定高差，则在其接口处采用钢板找坡与原楼面衔接。
扶梯、自行人梯、升降机基坑处理：基坑下沉高度应满足相关使用要求，基坑底板、坑壁厚度为200mm，均采用双层双向布置钢筋，原框架梁下坑壁连接采用植筋，新增梁下坑壁钢筋直接升入梁内。
4 结语
总而言之，对已有建筑结构进行加固改造是社会发展的需要，它符合建筑行业所倡导的可持续发展战略。在改造加固设计中，应尽量减少对建筑功能和原有建结构的影响，根据不同受力情况和现场条件，灵活采用加固改造方法，选择具有针对性、最优化的加固方案要使其在满足要求的同时，兼顾施工方便、节省造价，确保取得最佳的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 李辉 张惠英 闫锋 杨军，某板柱-剪力墙办公楼的改造加固设计[J].建筑结构，2004.09
[2] 耿立凯.框架剪力墙结构改造加固技术研究[J].广东建材，2009，（10）.
[3] 建筑结构荷载规范（GB50009-2002）.北京： 中国建筑工业出版社，2002.
关键词：现浇框架剪力墙；改造方案；加固设计；
中图分类号： TU323.5 文献标识码：
0 前言
随着城市经济建设的飞速发展，城市用地逐渐紧张，原有的办公和住房虽然结构完好，但因层数较少，建筑面积及功能已不能满足日益增长的需求，特别是处于城市中心地带的旧房，这种问题显得尤为突出。因此，对已有建筑改造加固也就成了人们普遍关心的问题。对已有建筑进行改造加固设计，最大优点是不占用建筑用地，且建设周期较短，已越来得到社会的重视。在改造之前应先对建筑物进行合理的计算分析，继而才能做出安全、合理、经济、可行的改造加固设计方案。
1 工程概况
某建筑大楼，为十八层现浇框架—剪力墙结构，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，框架抗震等级四级，剪力墙抗震等级三级，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，基础采用桩基。原一至三层为普通办公楼，现计划改造为超市，超市活载标准值为3.5kN/m2，走道、楼梯活载标准值为3.5kN/m2，部分区域将摆放大型设备，荷载根据实际设备重量计算；同时，一层到二层在S～R轴与12～15轴之间增设扶梯，二层至三层在C～D轴与3～15轴之间增设自动人行梯，一层至三层在F～D轴与1～3轴之间设置升降梯。
2 改造方案的设计
具体改造方案主要根据建设方选购电梯设备尺寸以及功能要求进行设计，具体改造方案要求如下：
2.1 扶梯改造方案
本楼一层层高为3900mm，建设单位订购扶梯高度为3900mm，梯梁水平近距为10475mm，扶梯倾角为35°。扶梯下支撑点需设机坑，故在一层15轴左侧需将楼板凿除并增设下沉钢筋混凝土机坑。扶梯需要有足够的净空高度，在二楼在10～15轴凿除部分楼板，且凿除12轴框架梁，楼板凿除部分还需在其边缘增设现浇钢筋混凝土梁。
2.2 自动人行梯改造方案
二层层高为3400mm，订购的自动人行梯高度为3400mm，梯梁水平近距为18466mm，倾角为12°，其改造与扶梯改造相似，为满足机坑和净空要求，凿除相应位置梁板，同时考虑自动人行梯荷载较大，跨度长在跨中及9～14轴之间增设一竖向支撑，新增支撑形式采用立柱横梁结构，柱子与原结构连接采用植筋。
2.3 升降梯改造方案
升降梯从一层到三层，根据升降机所需尺寸在相应位置凿除楼板并增设相应钢筋混凝土梁。升降梯所需机房部分则考虑在四层楼面以上1m多处设置机房并封顶，同时防止升降机运作异常而对建筑结构产生破坏，在升降机底基坑下设置两个缓冲墩。
3 改造加固设计
3.1 结构计算分析
将扶梯、自行人梯、升降梯以及新增现浇混凝土梁板及其荷载加至于框架结构上，并对凿除部分梁板构件删减，调整后采用PKPM软件进行整体结构计算分析。整体结构计算后，新结构底层柱墙最大组合内力增加幅度不及原结构的1%，且原结构桩基础可满足现改造后结构承载力要求，所以不进行基础加固处理；另外，根据对新框架结构刚度，柱、梁等承載力和配筋校核，结果显示只存在部分梁板承载力不足的情况。针对梁配筋面积不足较少的（承载力不足少于40%），计划采用粘贴碳布、粘钢或包钢进行加固，个别梁承载力明显不足的，则进行加大截面加固。
3.2 楼板加固
部分楼板荷载增加，楼板配筋不足，但是楼板刚度满足要求的，则在板面支座、板底采用200G/m2厚度0.111mm碳纤维布及配套胶粘剂加固。施工应注意事项有：
①对粘贴部位应铲除抹灰层并用砂轮打磨表面疏松层和油脂，直至露出新混凝土界面，再用丙酮擦拭，若有凹凸不平部位应用修补材料补平；
②涂刷基底树脂时，应用滚筒刷或特制毛刷均匀涂布在已用丙酮擦净的混凝土表面，调好的胶应在规定时间内用完；
③胶粘剂均匀涂抹于混凝土表面，其厚度应满足要求；
④用特制滚筒沿纤维受力方向在已贴好的碳纤维布上多次滚压，挤出空气使用碳纤维布与混凝土表面紧密粘贴；
⑤在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹胶粘剂，并在表面作相关的防护处理[1]。
3.3 梁结构加固
依据计算分析结果，对于梁加固采用以下几种方法加固：
（1）加固后承载力提高40%以下的梁：采用外粘贴型钢加固，当钢板全部粘贴在梁底面有困难时，将部分钢板对称粘贴在梁的两侧面，但需把粘贴区控制在距受拉边缘1/4梁高度范围内，粘贴钢板宽度需进行修正[2]。梁面支座处粘钢加固遇柱处应绕柱距梁边在4倍板厚范围内延伸锚固。
（（2）加固后承载力提高仍在40%左右且抗扭不足的梁：采用外包钢加固，如图1所示。钢箍板需穿过楼板，钻孔采用半重叠钻孔法，箍板穿插安装、焊接，若梁面有粘贴钢板，则将其包裹。
（3）承载力明显不足的梁：采用加大截面处理。在一层扶梯搭接梁15轴上S～Q轴间，由于扶梯荷载增加甚大，原截面梁承载力明显不足，对其进行加大截面，同时考虑扶梯构造、楼下净空要求，对此梁高、宽都进行加大截面加固，旧混凝土与新混凝土连接面需凿毛并植筋设置剪力腱。
3.4 楼板凿除和新增梁
由于扶梯、自行人梯以及升降梯的设置，需凿除部分板和梁。在部分板凿除后，为保证原有楼板稳定，需在板凿除边缘增设新混凝土梁，并在板边缘加设支座负筋，新增支座负筋与原楼板连接并根据负筋长度尺寸在将旧楼板凿除，铺设钢筋，然后用高于原结构混凝土标号一级的混凝土浇筑。旧板凿除后，板面、底钢筋保留并锚固于新增混凝土梁中，锚固长度需满足设计规范[3]要求，具体构造如图2所示。
3.5 其他节点构造
扶梯、自行人梯支撑与框架梁搭接：本工程中由于层高与电梯竖向高度相同并在水平框架梁间距受限，增设牛腿则无法满足安放电梯尺寸要求。因此，将电梯支撑直接置于框架梁面，安放后电梯与原楼面将造成一定高差，则在其接口处采用钢板找坡与原楼面衔接。
扶梯、自行人梯、升降机基坑处理：基坑下沉高度应满足相关使用要求，基坑底板、坑壁厚度为200mm，均采用双层双向布置钢筋，原框架梁下坑壁连接采用植筋，新增梁下坑壁钢筋直接升入梁内。
4 结语
总而言之，对已有建筑结构进行加固改造是社会发展的需要，它符合建筑行业所倡导的可持续发展战略。在改造加固设计中，应尽量减少对建筑功能和原有建结构的影响，根据不同受力情况和现场条件，灵活采用加固改造方法，选择具有针对性、最优化的加固方案要使其在满足要求的同时，兼顾施工方便、节省造价，确保取得最佳的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 李辉 张惠英 闫锋 杨军，某板柱-剪力墙办公楼的改造加固设计[J].建筑结构，2004.09
[2] 耿立凯.框架剪力墙结构改造加固技术研究[J].广东建材，2009，（10）.
[3] 建筑结构荷载规范（GB50009-2002）.北京： 中国建筑工业出版社，2002.