某綜合樓現有結構加層分析

董晉川

1 工程概況

某綜合樓為一棟帶1層地下室的4層建筑，該建筑采用鋼筋混凝土框架結構，建筑平面為“一”字形，坐西朝東，東西寬約11.7 m，南北長約50.9 m，建筑面積約為1504.8 m2，建筑總高度為16.7 m，基礎采用鋼筋混凝土筏板基礎，板厚700mm，設有鋼筋混凝土暗梁。投入使用至今已有10年，現根據實際需要，擬在現有4層建筑上增加1層。本文對該建筑現有結構進行檢測及加層鑒定分析，為該加層設計提供依據。

2 結構基本檢測結果

1)地基基礎情況。

地區抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第一組。建筑場地類別為Ⅲ類，場地土具有不同程度的液化特性，場地屬對建筑抗震不利地段，場地卓越周期東西為 0.33 s，南北為 0.33 s，垂直為 0.32 s。

基礎:基礎采用鋼筋混凝土筏板基礎，板厚700mm，設有鋼筋混凝土暗梁。基底埋深－3.58 m。混凝土設計強度等級為C25，鋼筋采用HPB235，HRB335，基礎下設100mm厚混凝土墊層。地基處理:墊層下夯砌300厚片石，20～40碎石加粗砂灌縫，平板振動器振實。現場檢測，該建筑場地環境正常，地基基礎未見異常。

2)主要承重構件裂縫情況檢測。

現場檢測，未發現混凝土梁、板、柱等主要承重構件及填充墻體存在可見裂縫，亦未見其他構件損傷。

3)結構整體垂直度觀測。

采用全站儀對該結構整體垂直度進行觀測。觀測時，結構頂點取在4層屋頂，屋頂距離室外地面為16.7 m。

各頂點實測位移值均小于規范限值，且觀測結果無規律性。故可認為現有結構不存在不適于繼續承載的頂點側移。

3 結構加層加固方案分析

3.1 現有結構存在的主要問題

1)結構構件混凝土原設計強度等級偏低。現場材料強度檢測結構顯示，結構混凝土實際強度等級離散性較大，為保證一定的安全度，宜仍按照原設計強度等級進行結構驗算。

2)框架填充墻未按照原設計采用容重不大于11 kN/m3的粘土空心磚或空心砌塊，實際上采用了容重較大的燒結多孔磚。燒結多孔磚的平均容重為17 kN/m3，容重偏大，導致各層框架梁上恒荷載過大，底層柱軸力較大，柱軸壓比超限。整體結構自重較大，進而導致地震作用較大，對整體結構產生一系列的不利影響。

3)框架柱截面偏小，層高相對較高(特別是地上1層，層高為4.6 m)，經計算在設防烈度地震作用下地上1層，2層結構縱、橫兩向的地震彈性層間位移角過大。地震作用下，過大的彈性層間位移角將導致填充墻普遍開裂，裝修層嚴重破壞。

4)由于結構自重大，而柱混凝土強度偏低，經計算底部兩層柱的軸壓比超限。

5)經計算，底部3層(含地下室)梁、柱構件嚴重不滿足抗震承載力要求，其他層梁、柱構件稍不滿足抗震承載力要求。

6)柱箍筋采用普通箍，實配箍筋為φ8@100/200。經計算，軸線?上底層框架柱加密區體積配箍率為0.37%，軸線?，?上底層框架柱加密區體積配箍率為0.52%，均不滿足GB 50011-2001建筑抗震設計規范第6.3.12條中二級框架柱體積配箍率不應小于0.6%的要求。梁端箍筋配筋量亦稍顯不足。

3.2 加層加固方案分析

根據現有結構主要存在的問題，結合在其上增加1層的意圖，加層設計時必須首先考慮加固方案。在局部軸線上增加鋼筋混凝土剪力墻，將現有框架結構體系改為框架剪力墻結構體系，利用混凝土剪力墻承擔大部分的地震荷載，同時將現有填充墻材料更換為粉煤灰加氣混凝土砌塊等材質較輕的材料，以改善原基礎、梁、柱結構的受力現狀。

地下1層及地上1層新增剪力墻厚250mm，地上2層～5層新增剪力墻厚200mm，混凝土強度C25。遇有窗洞口時即按照建筑要求對結構進行開洞。加層方案為直接增加混凝土框架，加層層高為3.9 m，結構梁、板體系及構件尺寸均同原結構。計算時新增5層填充墻材料按粉煤灰加氣混凝土砌塊計算，其余層填充墻材料按實際情況計算。

4 結論及建議

1)現有結構中底部兩層絕大多數梁、柱構件的抗震承載力不足，不能滿足結構抗震設防要求，必須對其采取合理有效的加固措施。2)可以在局部軸線上增加鋼筋混凝土剪力墻，將現有框架結構體系改為框架剪力墻結構體系，利用混凝土剪力墻承擔大部分的地震荷載，起到對現有結構加固，提高結構抗震承載力的目的。3)鑒于加層加固后，仍有少數梁、柱構件實配鋼筋略不滿足計算所需配筋，故應將結構現有容重較大的填充墻材料更換為其他輕質填充墻材料，以減小結構自重及地震作用，降低柱軸壓比，改善結構地基基礎和梁、柱受力狀況。

［1］JGJ 116-2009，建筑抗震加固技術規程［S］.

［2］GB 50023-2009，建筑抗震鑒定標準［S］.

［3］09SG619-1，房屋建筑抗震加固［S］.

［4］王 穎.混凝土框架結構抗震分析［J］.山西建筑，2010，36(3):68-69.