沈陽(yáng)某酒店加固改造設(shè)計(jì)

陳 鵬，高 鍵

（中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

1 工程概況

該酒店位于沈陽(yáng)市沈陽(yáng)北站南廣場(chǎng)南側(cè)，友好街與北站一路交匯處，總建筑面積3.67萬(wàn)m2，其中地上建筑面積3萬(wàn)m2，地下0.67萬(wàn)m2，總高度98.75m。地下2層，層高自下而上分別為5.1m、4.9m，地下二層為人防，地下一層為設(shè)備用房；地上26層，首層與二層高層為3.9m，三至七層層高4.4m，八層層高3.6m，九層以上3.4m，首層為大空間大堂，二層至八層為休閑、娛樂、餐廳及會(huì)議室，八層以上為客房[1]。

該工程始于1993年，現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)、地下室防水及回填土工程和外圍玻璃幕墻已經(jīng)完成施工，原二層（標(biāo)高3.9m）平面見圖1，樓層面積1406m2，大空間開洞面積235m2，開洞率16.7%，為了增加首層大堂空間，現(xiàn)需增大二層開洞面積，改造后的二層平面詳見圖2，大空間開洞面積變?yōu)?18m2，開洞率31%。原建筑一至六層部分使用功能發(fā)生變化，改造時(shí)須對(duì)整個(gè)樓層進(jìn)行承載力復(fù)核。加固改造設(shè)計(jì)使用年限將為30a。

圖1 原建筑二層平面

圖2 改造后的二層平面

2 結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算結(jié)果

2.1 荷載取值

根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50223-2008）[2]該工程結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023-2009）[3]規(guī)定，該結(jié)構(gòu)應(yīng)選用B類建筑抗震鑒定方法，按《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》要求[4]，抗震驗(yàn)算采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）[5]，但特征周期可采用0.3s，比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）規(guī)定的特征周期短0.05s。

風(fēng)荷載按沈陽(yáng)市50a重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓取值，為0.40kN/m2，地面粗糙度為C類，體型系數(shù)取1.3。

2.2 主要計(jì)算結(jié)果

本工程分別采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院提供的PKPMSATWE（2010版）及Midas Building進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，結(jié)構(gòu)體系為框架-核心筒，由于改造后客房隔墻全部采用GRC輕質(zhì)隔墻，周期折減系數(shù)取0.9，中梁剛度放大系數(shù)取1.3，阻尼比為0.05。提取了兩種軟件的計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果對(duì)比

層間位移角、樓層總剪力的對(duì)比見圖3～圖4，由圖可知，二者相差甚小，曲線基本重合。由表1可知：兩種程序計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、周期、層間位移角、樓層剪力等結(jié)果，在數(shù)值上均比較接近，可認(rèn)為程序計(jì)算得到的分析結(jié)果是合理、準(zhǔn)確、安全可靠的。

圖3 兩種軟件計(jì)算層間位移角對(duì)比

圖4 兩種軟件計(jì)算樓層剪力對(duì)比

3 二層開洞柱加固設(shè)計(jì)

二層開大洞后，在二層處鑿掉與三根框架柱相連的一側(cè)框架梁，使這三根柱在一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度加大，原施工時(shí)柱縱筋在二層框架梁處采用綁扎搭接連接，鑿掉框架梁后，柱縱筋在節(jié)點(diǎn)處失去約束，而且原設(shè)計(jì)配筋較小，需對(duì)這三根框架柱進(jìn)行加固處理。

梁柱加固方法較多，較為長(zhǎng)用的有外貼型鋼加固即俗稱“干法”、增大截面加固法即俗稱“濕法”和粘貼纖維復(fù)合材料加固法[6～7]，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇最優(yōu)的加固方法。KZ1在地下一層三側(cè)有剪力墻，首層板厚300mm，故選擇增大截面法對(duì)其進(jìn)行加固處理，詳見圖5，新增縱筋下面有墻時(shí)，直接化學(xué)植入墻內(nèi)；無(wú)剪力墻處，新增縱筋穿透300mm厚樓板，在板下放置100mm×80mm×14mm鋼板，并與新增縱筋穿孔塞焊，最后在孔內(nèi)注入化學(xué)膠。新增縱筋延伸至二層頂（三層樓面處），在此處放置25mm厚、200mm寬環(huán)形鋼板，并與新增縱筋穿孔塞焊。

圖5 KZ1增大截面加固法

KZ2在首層以下沒有剪力墻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇外貼型鋼加固法對(duì)其進(jìn)行加固處理，此方法施工周期短、速度快、環(huán)境干凈，詳見圖6。原混凝土柱與型鋼間采用A級(jí)改性環(huán)氧樹脂膠粘劑粘接，注膠應(yīng)在鋼構(gòu)件焊接完成后進(jìn)行，型鋼表面、混凝土表面應(yīng)抹30mm厚相當(dāng)于C50混凝土等級(jí)的灌漿料，角鋼與豎向鋼板間縫隙用灌漿料填實(shí)。角鋼底部與25mm厚底板焊接，底板通過穿透樓板的對(duì)拉螺栓與樓板連接；在中間樓層處，角鋼穿透樓板通長(zhǎng)設(shè)置；在頂部樓板處放置25mm的鋼板，與加固角鋼焊接，固定角鋼，同時(shí)鋼板與樓板也是通過穿透樓板的對(duì)拉螺栓連接。

圖6 KZ2外貼型鋼加固法

4 首層部分梁板加固

由于業(yè)主要求在首層增設(shè)地?zé)幔科矫自黾雍奢d2kN，從而導(dǎo)致部分梁板配筋不滿足規(guī)范要求，需進(jìn)行加固處理。板頂筋不滿足要求時(shí)，在板支座處板頂增設(shè)薄鋼板進(jìn)行加固處理；板底筋不滿足要求時(shí)，在板底增設(shè)鋼梁支撐樓板，鋼梁與板周邊混凝土梁鉸接連接。

梁配筋不滿足要求時(shí)，對(duì)梁進(jìn)行貼碳纖維加固處理，該方法施工簡(jiǎn)便，性能可靠，加固效果佳，詳見圖7。

圖7 梁碳纖維加固法

5 結(jié)論

通過對(duì)該項(xiàng)目詳細(xì)分析，對(duì)不同構(gòu)件選擇施工簡(jiǎn)便、性能可靠的處理措施對(duì)不滿足要求的梁板柱進(jìn)行加固，使得該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、適用、合理。具體措施如下：

（1）通過兩種計(jì)算程序進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，該項(xiàng)目整體指標(biāo)滿足規(guī)范要求，而且兩種軟件的計(jì)算結(jié)果幾乎相同，計(jì)算結(jié)果合理、安全、可靠。

（2）對(duì)于KZ1地下室部分有混凝土墻，采用增大截面法對(duì)其加固，新增鋼筋可以直接錨入混凝土墻中；對(duì)于KZ2地下室部分沒有混凝土，采用外貼型鋼加固法，底部鋼板通過錨栓與樓板連接，加固角鋼直接現(xiàn)場(chǎng)焊接在底板上。

（3）首層增加地?zé)幔屙斉浣畈蛔悖诎逯ё敳吭鲈O(shè)鋼板進(jìn)行加強(qiáng)，板底筋不足，在板底增設(shè)鋼梁支撐板，鋼梁兩端與板周邊混凝土梁鉸接連接；梁配筋不足時(shí)，采用粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固。

[1]原沈陽(yáng)某酒店結(jié)構(gòu)施工圖（1993設(shè)計(jì)）[R].

[2]GB 50223-2008 建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]GB 50023-2009 建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]JGJ116-2009 建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程[S].

[5]GB 50011-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]石小燕.加層加固實(shí)現(xiàn)技改擴(kuò)建[J].工程抗震與加固改造，2012，34（4）：85-88.

[7]GB50367-2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].