談申都大廈結構加固改造

陳會強

（上海現代建筑設計集團建設工程有限公司，上海 閘北 200070）

隨著改革開放和社會經濟的發展,"城市化"建設進程在不斷加速,對城市重新規劃問題已提上議事日程,老舊建筑的改建是其中一個很重要的問題,它關系人類活動歷史的痕跡與現代文明的矛盾的取舍問題,關系城市和諧協調繼承發展的問題。因此,對城市現有的舊建筑進行考察,并對其性能做出合理的評價是城市規劃建設非常重要的基礎性工作。根據當地的抗震設防要求,對老舊建筑進行抗震性能評價,并根據城市的總體規劃原則對其提出相應的改造措施，以滿足新的使用要求。

1.工程概述

申都大廈改造項目位于西藏南路1368號，該房屋原建于1975年為圍巾五廠三層車間，1995年由上海建筑設計研究院作改造設計成辦公樓。該房屋建造已有30余年，改建后也有10余年，房屋外立面破舊、設備設施需大修改造和更新。

按照建設部有關文件，對新建或加建建筑均應按照新規范進行設計和計算，復核計算結果表明，原設計底層柱及三層部分框架梁及次梁不能滿足現行規范設計要求。因此，該工程在進行改造加層時，需要進行部分構件的加固。結構加固后的使用年限為30年，結構安全等級為二級。抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度為0.1g。場地類別為Ⅳ類，場地特征周期為0.90秒。工程抗震等級為三級。

2.加固原因分析

2.1 現實需要

該區域主要為居民住宅區，申都大廈東面沿街西藏南路，北面與社區服務中心、醫療中心相鄰，南面和西面相鄰多層住宅樓。大環境處在黃浦區"世博板塊"地段。隨著世博園區建設，西藏南路工程拓寬，東面居民樓已拆除，該房屋已成沿西藏南路的建筑。由于房屋本身的原因和環境變化帶來的機遇，需重新定位進行舊房改造。

2.2 新規范要求

新規范的要求較老規范要求高。新規范的一些要求較老規范高，其具體表現如下:

A.《建筑結構荷載規范》修訂之后，樓面活荷載取值較以前有所提高，一般樓面活荷載標準值由1.5kN/m2提高到2.0 KN/m2;B.《建筑結構荷載規范》將基本風壓的重現期由30年改為50年，根據規范條文說明，修訂后的基本風壓值與舊規范取值相比，總體上提高了7～10%;C.《混凝土結構設計規范》對混凝土強度設計值、鋼筋強度設計值進行了修訂，新規范取值要小于舊規范;D.《建筑抗震設計規范》修訂之后通過提高地震作用和抗震構造措施達到的安全度水準有所提高;

總之，由于新規范的修訂，安全度水準的提高，對結構整體及構件提出了更高的受力、變形等性能要求，雖然原設計考慮了后續的加建，仍不能滿足新規范對此的要求。需要采取一定的加固處理。

3.加固改造技術方法

本著節約投資，不增加自重的思想，以《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006和和《鋼結構設計規范》GB50017-2003為主要依據，以保證原挑檐的穩定性為原則進行改造設計。

3.1 拆除

1)在拆除原屋面板及井字梁之后，外挑檐由于失去樓板的拉結，極可能發生傾覆破壞，因此在拆除之前，采用鋼管腳手架支撐挑檐，端部采用頂托加方木頂住女兒墻以防止女兒墻的傾覆。拆除前在上面樓板鋪設50mm厚墊板并搭設腳手架支撐屋面梁板，防止梁板掉落對樓板造成沖擊。2)屋面板被井字梁分割為9塊，采用水鉆在每塊板中部切割出1m×1m的洞口，沿洞口破碎樓板。3)井字梁自重及跨度較大，為防止梁起吊過程中與女兒墻碰撞，先采用φ40mm水鉆在梁節點處鉆孔，使梁分成3段，然后放入靜態破碎劑，出現裂縫后用電錘剔鑿并切斷節點處鋼筋，最后分段吊裝。4)由于鋼梁安裝及新做剛性墊塊的需要，壁柱處女兒墻需預留洞口。洞口尺寸為0.55m×1.25m。開洞后女兒墻被分成相對獨立的幾個部分，為保證其穩定性，墻體內原有拉結筋保留。5)施工時正值雨季，為防止雨水滲漏，在3層樓板預先鋪設一層SBS防水卷材，同時待屋面板拆除一部分后，將支撐屋面板的腳手架上延至高于女兒墻1.5m處，與外腳手架連接，形成雙面排水的坡屋面，上鋪一層防雨布。

3.2 植筋

本工程所涉及的植筋主要是圈梁與女兒墻的拉結植筋及壁柱的U形箍植筋，植入深度均為17d。在磚砌體中植筋尤其需要注意施工工藝。

1)選用質量好的植筋膠，需要具有耐疲勞、抗振動、耐濕熱老化、可焊接延長桿體、可在負溫環境下施工、快速承載等特點。

2)鉆孔直徑為12mm，鉆孔避開圈梁及屋面板內原有鋼筋，同時避免在灰縫內鉆孔，盡量將鉆孔布置在一皮磚的中部，以避免對磚造成破壞；清孔時先用毛刷將孔壁的粉塵刷凈，再用風機徹底吹出粉塵，如此循環3遍以確保孔內清理干凈。

3)結構膠現場配制。由于鋼筋直徑較細，且帶向上彎鉤，鋼筋植入后的開始一段時間內容易向下滑出，因此對鋼筋采取臨時性的固定措施。

3.3 圈梁及壁柱

圈梁、壁柱及剛性墊塊采用高強灌漿料整體澆筑。澆筑3d后可拆模，強度可達50MPa。

1)根據設計方案，新增圈梁高度高于鋼梁頂部，并且需預留出鋼梁安裝的洞口，因此灌漿料分2次澆筑，第1次澆筑到剛性墊塊頂部位置，待鋼梁安裝到位后再進行第2次澆筑。

2)灌漿料采用機械攪拌，攪拌時間為1～2min，每次攪拌量視使用量而定，并在60min內用完。現場使用時，嚴禁摻入任何外加劑、外摻料。

3)圈梁沿大廈四周封閉，在澆筑過程中為做到灌漿料均勻分散，沿辦公室四周分別同時人工澆筑，在第2次澆筑開始前3天，在接觸面涂抹一層界面劑，以增加新舊灌漿料的黏結性能。

3.4 鋼結構工程

采用輕鋼結構屋面的工程中，鋼梁與墻柱的連接技術是設計和施工中的難點之一。

1)采用汽車起重機吊裝鋼梁。吊裝時應特別注意，不能對女兒墻有碰撞，且鋼梁螺栓孔對正時應微動撬棍。2)本工程采用扭剪型高強度螺栓。在主梁吊裝就位后，用鋼沖穿入螺栓孔，錘擊鋼沖以使螺孔對正，先穿入不少于1/3的普通螺栓固定，其余螺栓孔穿上高強度螺栓，并裝上墊片擰上螺母，然后再將普通螺栓換成高強度螺栓。次梁吊裝就位后，直接安裝高強度螺栓。3)結構現場焊接主要是主次梁拼接、鋼梁與預埋板的焊接，現場全部采用手工電弧焊。焊接施工前，在3層防水卷材上鋪一層防火布，以避免焊接過程中火花濺落到卷材上引起火災。

總之，在加固改造工程中對新舊混凝土、新加混凝土與舊磚墻等不同界面,采用植筋、增設暗銷或抗剪件、結構膠等系列界面處理技術,務必使加固面結合接觸緊密,達到設計要求。加固改造工程中屋頂改造、加層等往往會加大基礎荷載,在設計時應根據實際情況對地基基礎采取加固措施,注意減輕構件自重和調整受力體系。對于增加荷載不大的情況可考慮利用剩余的地基容許承載力。事實上地基在長期荷載作用下,其容許承載力相應也會提高。

4.結束語

通過該加建工程的設計與施工，我們有以下一些體會：

(1)新建工程時、對業主有今后加建要求的建筑，在設計時應留有一定的安全度，其不僅僅要滿足設計時相關規程、規范的要求，還要有一定的前瞻性，考慮到隨著國家經濟實力的增強、建筑的安全度也將不斷提高。同時，對加建后建筑功能的要求也會是多種多樣。因此，初期設計充分考慮這些因素，將會減少日后加建時進行加固的代價。(2)工程的加固要充分考慮結構的安全、施工方便、造價、進度等諸方面的因素，選擇最佳加固方案，采取有效技術措施、以達到最佳加固效果。(3)加固材料的好壞和施工是否按照有關操作程序關系到施工質量優劣，雖然本文未對其相關技術要求和措施進行討論，但對加固工程來講，不容忽視。

[1]崔瑩.城市老舊房屋抗震性能的調查研究[J].工程抗震與加固改造,2004(5):

[2]衛龍武,呂志濤,郭彤.建筑物評估、加固與改造[M].南京:江蘇科學技術出版社,2006.

[3]徐至均,嵇轉平.建(構)筑物加固改造[M].北京:化學工業出版社,2008.

[4]劉春,李克讓,孫長水.建筑物加固改造案例分析[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.