談申都大廈結(jié)構(gòu)加固改造

陳會(huì)強(qiáng)

（上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)建設(shè)工程有限公司，上海 閘北 200070）

隨著改革開放和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,"城市化"建設(shè)進(jìn)程在不斷加速,對(duì)城市重新規(guī)劃問題已提上議事日程,老舊建筑的改建是其中一個(gè)很重要的問題,它關(guān)系人類活動(dòng)歷史的痕跡與現(xiàn)代文明的矛盾的取舍問題,關(guān)系城市和諧協(xié)調(diào)繼承發(fā)展的問題。因此,對(duì)城市現(xiàn)有的舊建筑進(jìn)行考察,并對(duì)其性能做出合理的評(píng)價(jià)是城市規(guī)劃建設(shè)非常重要的基礎(chǔ)性工作。根據(jù)當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防要求,對(duì)老舊建筑進(jìn)行抗震性能評(píng)價(jià),并根據(jù)城市的總體規(guī)劃原則對(duì)其提出相應(yīng)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(xiàng)目位于西藏南路1368號(hào)，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(shè)計(jì)研究院作改造設(shè)計(jì)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(shè)備設(shè)施需大修改造和更新。

按照建設(shè)部有關(guān)文件，對(duì)新建或加建建筑均應(yīng)按照新規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，復(fù)核計(jì)算結(jié)果表明，原設(shè)計(jì)底層柱及三層部分框架梁及次梁不能滿足現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)要求。因此，該工程在進(jìn)行改造加層時(shí)，需要進(jìn)行部分構(gòu)件的加固。結(jié)構(gòu)加固后的使用年限為30年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g。場(chǎng)地類別為Ⅳ類，場(chǎng)地特征周期為0.90秒。工程抗震等級(jí)為三級(jí)。

2.加固原因分析

2.1 現(xiàn)實(shí)需要

該區(qū)域主要為居民住宅區(qū)，申都大廈東面沿街西藏南路，北面與社區(qū)服務(wù)中心、醫(yī)療中心相鄰，南面和西面相鄰多層住宅樓。大環(huán)境處在黃浦區(qū)"世博板塊"地段。隨著世博園區(qū)建設(shè)，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(huán)境變化帶來的機(jī)遇，需重新定位進(jìn)行舊房改造。

2.2 新規(guī)范要求

新規(guī)范的要求較老規(guī)范要求高。新規(guī)范的一些要求較老規(guī)范高，其具體表現(xiàn)如下:

A.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)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(biāo)準(zhǔn)值由1.5kN/m2提高到2.0 KN/m2;B.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》將基本風(fēng)壓的重現(xiàn)期由30年改為50年，根據(jù)規(guī)范條文說明，修訂后的基本風(fēng)壓值與舊規(guī)范取值相比，總體上提高了7～10%;C.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行了修訂，新規(guī)范取值要小于舊規(guī)范;D.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂之后通過提高地震作用和抗震構(gòu)造措施達(dá)到的安全度水準(zhǔn)有所提高;

總之，由于新規(guī)范的修訂，安全度水準(zhǔn)的提高，對(duì)結(jié)構(gòu)整體及構(gòu)件提出了更高的受力、變形等性能要求，雖然原設(shè)計(jì)考慮了后續(xù)的加建，仍不能滿足新規(guī)范對(duì)此的要求。需要采取一定的加固處理。

3.加固改造技術(shù)方法

本著節(jié)約投資，不增加自重的思想，以《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006和和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003為主要依據(jù)，以保證原挑檐的穩(wěn)定性為原則進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

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(jié)，極可能發(fā)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(shè)50mm厚墊板并搭設(shè)腳手架支撐屋面梁板，防止梁板掉落對(duì)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(jié)點(diǎn)處鉆孔，使梁分成3段，然后放入靜態(tài)破碎劑，出現(xiàn)裂縫后用電錘剔鑿并切斷節(jié)點(diǎn)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(yù)留洞口。洞口尺寸為0.55m×1.25m。開洞后女兒墻被分成相對(duì)獨(dú)立的幾個(gè)部分，為保證其穩(wěn)定性，墻體內(nèi)原有拉結(jié)筋保留。5)施工時(shí)正值雨季，為防止雨水滲漏，在3層樓板預(yù)先鋪設(shè)一層SBS防水卷材，同時(shí)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(jié)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(zhì)量好的植筋膠，需要具有耐疲勞、抗振動(dòng)、耐濕熱老化、可焊接延長(zhǎng)桿體、可在負(fù)溫環(huán)境下施工、快速承載等特點(diǎn)。

2)鉆孔直徑為12mm，鉆孔避開圈梁及屋面板內(nèi)原有鋼筋，同時(shí)避免在灰縫內(nèi)鉆孔，盡量將鉆孔布置在一皮磚的中部，以避免對(duì)磚造成破壞；清孔時(shí)先用毛刷將孔壁的粉塵刷凈，再用風(fēng)機(jī)徹底吹出粉塵，如此循環(huán)3遍以確?？變?nèi)清理干凈。

3)結(jié)構(gòu)膠現(xiàn)場(chǎng)配制。由于鋼筋直徑較細(xì)，且?guī)蛏蠌濄^，鋼筋植入后的開始一段時(shí)間內(nèi)容易向下滑出，因此對(duì)鋼筋采取臨時(shí)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(qiáng)灌漿料整體澆筑。澆筑3d后可拆模，強(qiáng)度可達(dá)50MPa。

1)根據(jù)設(shè)計(jì)方案，新增圈梁高度高于鋼梁頂部，并且需預(yù)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(jìn)行第2次澆筑。

2)灌漿料采用機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間為1～2min，每次攪拌量視使用量而定，并在60min內(nèi)用完?，F(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，嚴(yán)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(shí)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(jié)性能。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)工程

采用輕鋼結(jié)構(gòu)屋面的工程中，鋼梁與墻柱的連接技術(shù)是設(shè)計(jì)和施工中的難點(diǎn)之一。

1)采用汽車起重機(jī)吊裝鋼梁。吊裝時(shí)應(yīng)特別注意，不能對(duì)女兒墻有碰撞，且鋼梁螺栓孔對(duì)正時(shí)應(yīng)微動(dòng)撬棍。2)本工程采用扭剪型高強(qiáng)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(duì)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(qiáng)度螺栓，并裝上墊片擰上螺母，然后再將普通螺栓換成高強(qiáng)度螺栓。次梁吊裝就位后，直接安裝高強(qiáng)度螺栓。3)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接主要是主次梁拼接、鋼梁與預(yù)埋板的焊接，現(xiàn)場(chǎng)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(zāi)。

總之，在加固改造工程中對(duì)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(shè)暗銷或抗剪件、結(jié)構(gòu)膠等系列界面處理技術(shù),務(wù)必使加固面結(jié)合接觸緊密,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。加固改造工程中屋頂改造、加層等往往會(huì)加大基礎(chǔ)荷載,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)地基基礎(chǔ)采取加固措施,注意減輕構(gòu)件自重和調(diào)整受力體系。對(duì)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(shí)上地基在長(zhǎng)期荷載作用下,其容許承載力相應(yīng)也會(huì)提高。

4.結(jié)束語

通過該加建工程的設(shè)計(jì)與施工，我們有以下一些體會(huì)：

(1)新建工程時(shí)、對(duì)業(yè)主有今后加建要求的建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的安全度，其不僅僅要滿足設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求，還要有一定的前瞻性，考慮到隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)、建筑的安全度也將不斷提高。同時(shí)，對(duì)加建后建筑功能的要求也會(huì)是多種多樣。因此，初期設(shè)計(jì)充分考慮這些因素，將會(huì)減少日后加建時(shí)進(jìn)行加固的代價(jià)。(2)工程的加固要充分考慮結(jié)構(gòu)的安全、施工方便、造價(jià)、進(jìn)度等諸方面的因素，選擇最佳加固方案，采取有效技術(shù)措施、以達(dá)到最佳加固效果。(3)加固材料的好壞和施工是否按照有關(guān)操作程序關(guān)系到施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣，雖然本文未對(duì)其相關(guān)技術(shù)要求和措施進(jìn)行討論，但對(duì)加固工程來講，不容忽視。

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