鋼筋混凝土結構加固改造在某商業綜合體設計過程中的應用

洪陳玉

摘 要：商業綜合體設計施工過程中，由于建筑使用功能的調整，對于已施工的結構主體難免會出現局部構件原設計不滿足規范要求的情況。此時需對這些構件進行加固處理。本文通過兩個案例，詳細闡述了植筋技術、增加截面加固法以及粘貼鋼板加固法在某商業綜合體鋼筋混凝土框架結構設計過程中的應用。通過合理科學運用加固措施，保證結構的安全性，也為此類設計提供有益參考。

關鍵詞：商業綜合體;植筋技術;增加截面加固法;粘貼鋼板加固法

隨著城市化進程的加速發展，全國各大城市、甚至三四線城市也涌現出大量集購物、餐飲、影院等為一體的商業綜合體建筑。商業綜合體建筑，由于其單體面積大、商鋪數量多，初始的設計往往不能完全滿足后續所有商家的需求。所以此類項目一旦開始施工后，難免需要對原設計進行優化改進。現階段，商業綜合體建筑往往采用的是鋼筋混凝土結構。由于業態的變更以及政府相關主管部門的要求，部分已施工的結構構件可能存在不滿足規范要求的情況。此時則需要根據新的使用功能要求，結合規范和業主要求選取合理的荷載值，對原結構設計進行復核，對于其中不滿足規范要求的主體和構件進行加固處理。

1 工程概況

本工程位于福建省南平市建陽區，本項目為新建一商業綜合體，地上六層，局部一層，建筑高度31.40米。主體為三層商業體、四層為餐飲、五～六層為影城，屬于一類高層公共建筑。結構安全等級為二級，設計使用年限為50年。本工程所在地區抗震設防烈度為6度（0.05g），II類場地，地震分組為第一組，抗震設防類別為乙類。該工程采用鋼筋混凝土框架結構。

2 混凝土結構加固方法與應用

根據建筑功能調整并結合該工程特點，對已施工的結構主體和構件進行復核設計。由于該工程的建筑功能調整均為局部小范圍調整，調整前后對框架主體結構影響不大，故所采用的混凝土加固方法主要是針對于構件而言。本工程主要采用植筋技術、增加截面加固法以及粘貼鋼板加固法。以下兩個案例均是主體結構已施工至四層以上時，由于業態調整提出的修改。下面就通過這兩個案例闡述以上結構加固方法的應用。

2.1 新增樓梯間的加固處理

根據建設單位使用要求，需要在1B層至三層22～23軸交H～J軸增加樓梯間，此處原設計為商鋪。本文僅以三層結構改造進行闡述，原三層此處結構布置圖以及相應改造后結構布置圖分別詳見圖一、圖二。圖一中斜陰影范圍即為新增樓梯間位置，此范圍機械切割。

經計算比較，原設計豎向構件以及KL3、KL4、L1均能滿足要求，KL1、KL2、L3需要加固處理，L4為新增次梁，L4采用植筋與已有結構連接。KL1、KL2、L3改造前后梁跨中與支座正截面彎矩設計值（原設計配筋并未放大太多，近似取原結構構件正截面受彎承載力等于原設計正截面彎矩設計值進行比較）以及彎矩設計值增幅比例詳表一。

由上表可以看出，改造后KL1、KL2、L3的彎矩設計值均增大很多，此時可根據GB 50367-2013《混凝土結構加固設計規范》^[1]采用植筋技術與增加截面加固法進行加固處理。此處采用向下加大截面，KL1、KL2截面增大為300mmX1000mm，L3截面增大為200mmX1000mm。經復核計算，原設計支座處配筋能夠滿足要求，無需另行加固。加固改造后，斜截面受剪承載力也能夠滿足相關規范要求。增加截面加固做法詳圖三，具體配筋可根據計算結果確定，本文不再一一贅述。

增大截面混凝土采用C35的細石混凝土（原結構梁混凝土等級為C30），加微膨脹劑，新舊混凝土交接處鑿毛刷界面劑。新增受力鋼筋采用U形箍筋與原受力鋼筋連接，外側兩肢箍筋與原梁箍筋雙面焊5d，內部兩肢U形箍筋植入梁內（僅有兩肢箍筋時，則無此項）。新增底部鋼筋兩根角筋應植入支座，其余底部鋼筋根據需要植入支座。由于原構件已有縱向受力鋼筋，新增部分鋼筋可按構造要求植筋，其植入支座的長度滿足構造規定即可。當加固截面高度較高時，尚應根據相關規范要求設置腰筋，腰筋需植入支座，植筋要求也需滿足構造規定。

2.2 商業店鋪調整為KTV，荷載增加后加固處理

根據業態調整，三層21～27軸交C～G軸原設計為商鋪，現調整為KTV，KTV內部包間墻體采用輕質隔音墻體。原結構軸網為8.4m×8.4，標準跨采用單向板布置，X向框架梁截面為300mmX700mm，Y方向框架梁以及中間兩道次梁截面均為200mmX650mm，板厚100mm。結構板自重為2.5KN/m²，結構梁自重折算成板面荷載為1.5KN/m²，面層恒載為2.0KN/m²，活載為4.0KN/m²。則原荷載設計值約為q₁-1.2×（2.5+1.5+2）+1.4×4-12.8KN/m²。業態調整后，KTV使用活荷載加輕質墻體折算荷載一共取為5.5KN/m²，則調整后荷載設計值約為q₂-1.2×（2.5+1.5+2）+1.4×5.5-14.9KN/m²（由于該項目為2019年之前的項目，故本文論述時，仍按GB 50068-2001《建筑結構可靠度設計統一標準》^[2]之規定取荷載分項系數）。調整后荷載增加約16.4%。經計算比較，原結構豎向配筋滿足計算要求，原結構梁、板配筋值增大約16～18%，符合初步估算結果。根據《混凝土結構加固設計規范》，粘貼鋼板加固法操作簡單、施工快捷，可優先采用此法對梁、板進行加固。

限于篇幅，本文主要給出框架梁粘貼鋼板加固做法，分別詳圖四～六。

粘貼鋼板加固法使用專門配置的結構膠粘劑將薄鋼板粘貼在混凝土構件表面，以使鋼板與混凝土整體共同作用的一種加固方法。對梁底加固時，是在梁底粘貼鋼板，再通過U形鋼箍板以及壓條、化學錨栓與原結構梁連接，以達到對梁底截面加固的要求。對梁截面支座加固時，此處為負彎矩區，在支座處粘貼鋼板，鋼板的截斷位置應滿足負彎矩包絡圖要求且要滿足規范構造要求。一般為施工方便，取l₀/3且≥1m，此時可以滿足上述要求。梁面粘鋼時，為了能夠更好的實現協同工作，尚應設置化學錨栓加強鋼板與原結構的聯系。

值得注意的是，根據《混凝土結構加固設計規范》的規定，粘貼鋼板加固法加固后，混凝土正截面受彎構件承載力的提高幅度不應超過40%。其目的是為了控制加固后構件的裂縫寬度和變形，也是為了強調“強剪弱彎”。因此對于改造后彎矩設計值增幅較多時，則不應采用粘貼鋼板法，如案例一增加樓梯間而引起的加固改造。

3 結語

通過具體案例分析，闡述了植筋技術、增加截面加固法以及粘貼鋼板加固法在某商業綜合體混凝土框架結構設計過程中的應用。通過合理運用加固措施，保證結構主體與構件的安全性，給建筑使用功能調整提供可行性。

參考文獻：

[1]GB 50367-2013混凝土結構加固設計規范 [S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]GB 50068-2001建筑結構可靠度設計統一標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[3]劉春華，何歡然.淺談混凝土結構加固技術[J].四川建材，2014，40（1）：70-72.