綜合醫(yī)院結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的實(shí)例分析

文/李青青 深圳市清華苑建筑與規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 廣東深圳 518000

建筑加固改造的基礎(chǔ)是巨大的既有建筑存量，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，加固改造項(xiàng)目也隨之發(fā)展。目前，中國(guó)建筑的加固、維護(hù)業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)。既有建筑加固的主要原因有以下幾點(diǎn)：1.我國(guó)每年有一大批因生產(chǎn)規(guī)模及工藝等更新而需要技術(shù)改造和加層的建筑物，它們因結(jié)構(gòu)超載而需要補(bǔ)強(qiáng)；2.隨著抗震要求，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高和改變，許多地區(qū)現(xiàn)有房屋不能滿足新設(shè)防的抗震要求，從而需要抗震加固；3.近年來(lái)社會(huì)上大量曝光的因工程質(zhì)量低劣所造成的危房，它們也亟待加固處理。目前主要的混凝土結(jié)構(gòu)加固方式有：碳纖維加固法、加大截面加固法、粘結(jié)外包型鋼加固法、結(jié)構(gòu)膠植筋加固法等。

1、工程概況

某市綜合醫(yī)院，為二級(jí)甲等醫(yī)院，總建筑面積約為90000 平方米。地下建筑共一層，裙房為框架結(jié)構(gòu)，共四層，總高度為15 米。四層以上為兩棟塔樓，共十三層，建筑物總高度66m。本項(xiàng)目主設(shè)有兒科、婦科、產(chǎn)科、住院樓等部門。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為6 度，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。設(shè)計(jì)使用年限50年，塔樓部分剪力墻及框架均為二級(jí)，裙樓塔樓相關(guān)范圍為二級(jí)，其余部分為三級(jí)。

本項(xiàng)目原為婦幼醫(yī)院，2017年基本完成主體結(jié)構(gòu)施工。后因業(yè)主變換等原因，醫(yī)院功能由婦幼醫(yī)院改為綜合性醫(yī)院，醫(yī)院裙樓2層、3層功能及流線發(fā)生變動(dòng)，塔樓功能及流線基本未變。

2、復(fù)核計(jì)算

采用PKPM 系列工程軟件SATWE 進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算分析，其荷載取值按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）及參考《全國(guó)民用建筑設(shè)計(jì)技術(shù)措施》中的相關(guān)規(guī)定取值。經(jīng)計(jì)算分析后，原設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)承載力均滿足要求，部分框架柱原配置縱筋不滿足修改后的承載力、存在軸壓比超限等問(wèn)題。因框架梁內(nèi)力提高，梁端彎矩和跨中彎矩均有增大，部分梁顯示超筋。局部結(jié)構(gòu)板跨中彎矩及支座處彎矩增大，結(jié)構(gòu)板需進(jìn)行加固。

3、加固設(shè)計(jì)

3.1 框架柱加固

根據(jù)改造后工程實(shí)際模型內(nèi)力分析結(jié)果，與原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)對(duì)比，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行分析后，對(duì)軸壓比超限的、縱筋不足的部分框架柱采用截面加大法進(jìn)行加固（圖1）。

因現(xiàn)場(chǎng)部分柱處于結(jié)構(gòu)沉降縫位置，無(wú)法用截面加大法進(jìn)行施工，存在較大的施工難度。所以此部分縱筋不足的框架柱，采用外包型鋼加固法施工（圖2）。

3.2 框架梁加固

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）中第10.2.10 條，“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固后，其正截面受彎承載力的提高幅度，不應(yīng)超過(guò)40%”。所以根據(jù)此原則，當(dāng)改造后承載力與原模型承載力的比值小于1.4倍時(shí)，框架梁采用碳纖維加固法（圖3）。當(dāng)改造后承載力與原模型承載力比值大于1.4 倍時(shí)，框架梁采用截面加大法進(jìn)行加固。

3.3 結(jié)構(gòu)板加固

經(jīng)分析計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)板改造后彎矩與原模型彎矩比值均小于1.4 倍，所以結(jié)構(gòu)板采用碳纖維加固法。

4、加固施工要求

加固施工必須由具有特種施工資質(zhì)（結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)）的專業(yè)公司完成。構(gòu)件進(jìn)行加固前，應(yīng)優(yōu)先考慮將原結(jié)構(gòu)構(gòu)件除其自重外進(jìn)行卸載，如無(wú)法卸載時(shí)應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)人員報(bào)告，得到設(shè)計(jì)允許后方可施工。施工單位在施工中必須做好對(duì)新舊混凝土澆筑界面的處理，鑿毛、充分濕潤(rùn)、接漿（或使用其他界面劑），保證連接面的質(zhì)量及可靠性。采用粘貼碳纖維布加固的構(gòu)件，從竣工之日算起，業(yè)主應(yīng)至少每隔十年對(duì)構(gòu)件的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)破損、嚴(yán)重老化的部位應(yīng)進(jìn)行處理。加固施工時(shí)，要注意加固材料存儲(chǔ)和使用過(guò)程中的安全，并按產(chǎn)品說(shuō)明的要求采取安全保障措施。未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變結(jié)構(gòu)加固后結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。

結(jié)論：

結(jié)構(gòu)加固工程應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。當(dāng)加固方案有多種方案選擇時(shí)，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析，篩選出相對(duì)經(jīng)濟(jì)和較容易施工的加固方案，以便于節(jié)省造價(jià)和資源。

相信隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，加固技術(shù)的不斷完善，更好的加固方法也會(huì)隨之出現(xiàn)。