谈申都大厦结构加固改造

摘要：旧建筑加固改造的技术相比新建项目在社会和经济效益中可以取得事半功倍的效果，本文结合上海申都大厦结构加固应用实例，对已建建筑进行结构加固，实现了改造利用的目的。

关键词：加固；改造

中图分类号: TU765文献标识码:A

随着改革开放和社会经济的发展,"城市化"建设进程在不断加速,对城市重新规划问题已提上议事日程,老旧建筑的改建是其中一个很重要的问题,它关系人类活动历史的痕迹与现代文明的矛盾的取舍问题,关系城市和谐协调继承发展的问题。因此,对城市现有的旧建筑进行考察,并对其性能做出合理的评价是城市规划建设非常重要的基础性工作。根据当地的抗震设防要求,对老旧建筑进行抗震性能评价,并根据城市的总体规划原则对其提出相应的改造措施，以满足新的使用要求。

1.工程概述

申都大厦改造项目位于南路1368号，该房屋原建于1975年为围巾五厂三层车间，1995年由上海建筑设计研究院作改造设计成办公楼。该房屋建造已有30余年，改建后也有10余年，房屋外立面破旧、设备设施需大修改造和更新。

按照建设部有关文件，对新建或加建建筑均应按照新规范进行设计和计算，复核计算结果表明，原设计底层柱及三层部分框架梁及次梁不能满足现行规范设计要求。因此，该工程在进行改造加层时，需要进行部分构件的加固。结构加固后的使用年限为30年，结构安全等级为二级。抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.1g。场地类别为Ⅳ类，场地特征周期为0.90秒。工程抗震等级为三级。

2.加固原因分析

2.1现实需要

该区域主要为居民住宅区，申都大厦东面沿街南路，北面与社区服务中心、医疗中心相邻，南面和西面相邻多层住宅楼。大环境处在黄浦区"世博板块"地段。随着世博园区建设，南路工程拓宽，东面居民楼已拆除，该房屋已成沿南路的建筑。由于房屋本身的原因和环境变化带来的机遇，需重新定位进行旧房改造。

2.2新规范要求

新规范的要求较老规范要求高。新规范的一些要求较老规范高，其具体表现如下:

A.《建筑结构荷载规范》修订之后，楼面活荷载取值较以前有所提高，一般楼面活荷载标准值由1.5kN/m2提高到2. 0 KN/ m2;B.《建筑结构荷载规范》将基本风压的重现期由30年改为50年，根据规范条文说明，修订后的基本风压值与旧规范取值相比，总体上提高了7~10%;C.《混凝土结构设计规范》对混凝土强度设计值、钢筋强度设计值进行了修订，新规范取值要小于旧规范;D.《建筑抗震设计规范》修订之后通过提高地震作用和抗震构造措施达到的安全度水准有所提高;

总之，由于新规范的修订，安全度水准的提高，对结构整体及构件提出了更高的受力、变形等性能要求，虽然原设计考虑了后续的加建，仍不能满足新规范对此的要求。需要采取一定的加固处理。

3.加固改造技术方法

本着节约投资，不增加自重的思想，以《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006和和《钢结构设计规范》GB50017-2003为主要依据，以保证原挑檐的稳定性为原则进行改造设计。

3.1拆除

1)在拆除原屋面板及井字梁之后，外挑檐由于失去楼板的拉结，极可能发生倾覆破坏，因此在拆除之前，采用钢管脚手架支撑挑檐，端部采用顶托加方木顶住女儿墙以防止女儿墙的倾覆。拆除前在上面楼板铺设50mm厚垫板并搭设脚手架支撑屋面梁板，防止梁板掉落对楼板造成冲击。2)屋面板被井字梁分割为9块，采用水钻在每块板中部切割出1m×1m的洞口，沿洞口破碎楼板。3)井字梁自重及跨度较大，为防止梁起吊过程中与女儿墙碰撞，先采用φ40mm水钻在梁节点处钻孔，使梁分成3段，然后放入静态破碎剂，出现裂缝后用电锤剔凿并切断节点处钢筋，最后分段吊装。4)由于钢梁安装及新做刚性垫块的需要，壁柱处女儿墙需预留洞口。洞口尺寸为0.55m×1.25m。开洞后女儿墙被分成相对独立的几个部分，为保证其稳定性，墙体内原有拉结筋保留。5)施工时正值雨季，为防止雨水渗漏，在3层楼板预先铺设一层SBS防水卷材，同时待屋面板拆除一部分后，将支撑屋面板的脚手架上延至高于女儿墙1.5m处，与外脚手架连接，形成双面排水的坡屋面，上铺一层防雨布。

3.2植筋

本工程所涉及的植筋主要是圈梁与女儿墙的拉结植筋及壁柱的U形箍植筋，植入深度均为17d。在砖砌体中植筋尤其需要注意施工工艺。

1)选用质量好的植筋胶，需要具有耐疲劳、抗振动、耐湿热老化、可焊接延长杆体、可在负温环境下施工、快速承载等特点。

2)钻孔直径为12mm，钻孔避开圈梁及屋面板内原有钢筋，同时避免在灰缝内钻孔，尽量将钻孔布置在一皮砖的中部，以避免对砖造成破坏；清孔时先用毛刷将孔壁的粉尘刷净，再用风机彻底吹出粉尘，如此循环3遍以确保孔内清理干净。

3)结构胶现场配制。由于钢筋直径较细，且带向上弯钩，钢筋植入后的开始一段时间内容易向下滑出，因此对钢筋采取临时性的固定措施。

3.3圈梁及壁柱

圈梁、壁柱及刚性垫块采用高强灌浆料整体浇筑。浇筑3d后可拆模，强度可达50MPa。

1)根据设计方案，新增圈梁高度高于钢梁顶部，并且需预留出钢梁安装的洞口，因此灌浆料分2次浇筑，第1次浇筑到刚性垫块顶部位置，待钢梁安装到位后再进行第2次浇筑。

2)灌浆料采用机械搅拌，搅拌时间为1～2min，每次搅拌量视使用量而定，并在60min内用完。现场使用时，严禁掺入任何外加剂、外掺料。

3)圈梁沿大厦四周封闭，在浇筑过程中为做到灌浆料均匀分散，沿办公室四周分别同时人工浇筑，在第2次浇筑开始前3天，在接触面涂抹一层界面剂，以增加新旧灌浆料的黏结性能。

3.4钢结构工程

采用轻钢结构屋面的工程中，钢梁与墙柱的连接技术是设计和施工中的难点之一。

1)采用汽车起重机吊装钢梁。吊装时应特别注意，不能对女儿墙有碰撞，且钢梁螺栓孔对正时应微动撬棍。2)本工程采用扭剪型高强度螺栓。在主梁吊装就位后，用钢冲穿入螺栓孔，锤击钢冲以使螺孔对正，先穿入不少于1/3的普通螺栓固定，其余螺栓孔穿上高强度螺栓，并装上垫片拧上螺母，然后再将普通螺栓换成高强度螺栓。次梁吊装就位后，直接安装高强度螺栓。3)结构现场焊接主要是主次梁拼接、钢梁与预埋板的焊接，现场全部采用手工电弧焊。焊接施工前，在3层防水卷材上铺一层防火布，以避免焊接过程中火花溅落到卷材上引起火灾。

总之，在加固改造工程中对新旧混凝土、新加混凝土与旧砖墙等不同界面,采用植筋、增设暗销或抗剪件、结构胶等系列界面处理技术,务必使加固面结合接触紧密,达到设计要求。加固改造工程中屋顶改造、加层等往往会加大基础荷载,在设计时应根据实际情况对地基基础采取加固措施,注意减轻构件自重和调整受力体系。对于增加荷载不大的情况可考虑利用剩余的地基容许承载力。事实上地基在长期荷载作用下,其容许承载力相应也会提高。

4.结束语

通过该加建工程的设计与施工，我们有以下一些体会：

(1)新建工程时、对业主有今后加建要求的建筑，在设计时应留有一定的安全度，其不仅仅要满足设计时相关规程、规范的要求，还要有一定的前瞻性，考虑到随着国家经济实力的增强、建筑的安全度也将不断提高。同时，对加建后建筑功能的要求也会是多种多样。因此，初期设计充分考虑这些因素，将会减少日后加建时进行加固的代价。(2)工程的加固要充分考虑结构的安全、施工方便、造价、进度等诸方面的因素，选择最佳加固方案，采取有效技术措施、以达到最佳加固效果。(3)加固材料的好坏和施工是否按照有关操作程序关系到施工质量优劣，虽然本文未对其相关技术要求和措施进行讨论，但对加固工程来讲，不容忽视。

参考文献

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