老舊廠房增設鋼夾層的加固設計

張由，嚴志鋼，周偉，潘廷明

（1重慶市建筑科學研究院，重慶400042；2重慶臨空都市基礎設施建設運營有限公司，重慶401120）

老舊廠房增設鋼夾層的加固設計

張由1，嚴志鋼2，周偉1，潘廷明1

（1重慶市建筑科學研究院，重慶400042；2重慶臨空都市基礎設施建設運營有限公司，重慶401120）

在老舊廠房改造中，使用功能改變為商場及局部辦公后，為提升業態效果和辦公要求需增設夾層。該文主要介紹增設鋼結構夾層技術和花式包鋼柱加固技術。

鋼結構夾層；花式包鋼柱加固；廠房改造

0 引言

隨著城市的發展和產業結構的轉型和調整，越來越多的老舊工業廠房被改造成為商業和藝術創作融為一體的全新業態。老舊工業園區中，廠房普遍層高高、空間大，為充分利用現有空間同時提升商業業態效果和滿足使用功能需要，增設夾層比較普遍。

根據重慶印制二廠改造項目商業業態定位和藝術氛圍要求，新增夾層要體現歷史記憶、凸顯新舊文化對話；增設夾層加固后，原結構框架柱在加固的同時還應給藝術創作留下足夠的空間，實現“力與美”的完美結合。本文介紹了增設鋼結構夾層技術、花式包鋼柱加固技術。

1 工程概況

原重慶印制二廠的商業改造中，印刷車間（1#樓）因使用功能改變為商場及局部辦公后，為提升業態效果和辦公要求，需增設鋼結構夾層。增設鋼夾層位于1#樓+3.200m標高處，該廠房原結構為5層框架結構，基礎為獨立基礎，增設鋼夾層平面位置如圖1所示。

圖1 增設鋼夾層平面示意圖（單位：mm）

2 方案設計

2.1 增設鋼夾層方案設計

印刷車間（1#樓）層高高、空間大，為充分利用現有空間同時提升商業業態效果和滿足使用功能需要，擬在一層增設鋼夾層。

鋼夾層樓板采用鋼板，主次梁采用H型鋼，主梁采用高強螺栓與花式包鋼柱連接，次梁采用對接焊與主梁連接。增設鋼結構夾層外觀美觀、質量輕，鋼夾層主次梁布置如圖2所示，主梁與柱連接大樣如圖3所示，次梁與主梁連接大樣如圖4所示。

圖2 鋼夾層主次梁布置示意圖（單位：mm）

圖3 主梁與柱連接大樣（單位：mm）

圖4 主次梁連接大樣（單位：mm）

2.2 花式包鋼加固設計

傳統外包型鋼加固法分為外粘型鋼加固法和無粘結外包型鋼加固法，采用傳統外包型鋼加固法加固框架柱時，框架柱四周為型鋼，型鋼之間焊接綴板，可大幅提高截面承載能力和抗震能力，但加固后結構表面美觀性差。作為重慶本土商業和藝術創作融為一體的重慶印制二廠改造項目，每處細節都含有很高的藝術創作，建筑方和委托方要求框架柱包鋼加固后表面不抹灰不外加裝飾，要求框架柱包鋼加固后外表面鋼材要平整，且要在鋼綴板間的空隙處雕刻花紋，創造藝術氛圍，因此傳統外包型鋼加固法在建筑美觀方面不滿足工程的要求，不能完全按傳統包鋼工藝對該工程框架柱進行加固處理。

為實現新老建筑對話、新舊反差，增設夾層采用全新鋼結構，一層原框架柱采用包鋼進行加固；為體現歷史的記憶、新中有舊、舊中有新，要在新增結構中看到老舊房屋的痕跡，同時為使包鋼綴板空隙間為藝術創作提供空間、達到建筑外觀要求，進而該工程中發展出一套全新包鋼加固方法——花式包鋼法。

圖5 花式包鋼立面示意圖（單位：mm）

所謂花式包鋼法，即每個框架柱加固鋼材為四塊鋼板，在綴板間的空隙處提前按建筑設計要求雕刻好花紋，再將四塊鋼板相互焊接，最后在鋼板與原框架柱的縫隙間注膠。工程中的花式包鋼加固法，綴板間隙間存在雕塑花紋，注膠效果較差，從結構安全角度出發，采用《鋼結構設計規范》GB50017-2003[1]中格構式柱進行計算分析。花式包鋼法加固框架柱如圖5-圖7所示，加固完成后如圖8所示。

工程中原框架柱結構安全性滿足要求，花式包鋼加固后新增鋼架部分承擔新增夾層的所有恒載和活載，計算分析及設計方法可按無粘結外包型鋼加固法進行。但該方法由四塊加工好的鋼板相互焊接，對原結構表面平整度要求高，安裝完成后鋼板與原結構表面縫隙偏大，注結構膠后能否按外粘型鋼加固法進行計算尚需進一步研究，因此花式包鋼法目前只適用于可采用無粘結外包型鋼加固法進行加固的結構。

圖7 花式包鋼截面示意圖（單位：mm）

圖8 加固完成后現場照

3 結論

老舊廠房改造中為滿足后續使用功能需求，同時大幅增加使用面積，增設夾層是最為常見的。印刷車間增設鋼夾層在滿足功能使用需求的前提下，實現建筑外觀新穎，體現老舊工業歷史記憶，凸顯新舊文化對話，彰顯藝術氣息。通過花式包鋼加固法對原框架柱進行加固，施工工藝成熟，加固方法可靠，滿足結構安全要求，值得運用推廣。但該方法只適用于可采用無粘結型鋼加固法進行加固的結構，能否按外粘型鋼加固法進行計算分析尚需進一步研究。

[1]建設部.GB 50017-2003鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

責任編輯：孫蘇，李紅

Reinforcement Design for Added Steel Mezzanine in Old Industrial Plants

In the renovation of an old factory,a mezzanine is needed to improve commercial effects and working requirements if its functions are transformed into malls or offices.This paper mainly introduces the steel mezzanine addition technology and the reinforcement technology of externally-wrapped steel plate.

steel mezzanine;externally-wrapped steel plate;renovation of old factory

TU399

A

1671-9107（2017）06-0054-02

基金論文：該文為重慶市建設科技計劃項目“老舊工業廠房改造再利用技術及工程管理綜合研究”（項目編號：城科字2015第（1-36）號）系列研究論文之一。

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.06.054

2017-05-09

張由(1987-)，男，重慶人，研究生，工程師，主要從事建筑結構檢測鑒定、加固設計和加固施工等工作。