綜合醫(yī)院結構加固設計的實例分析

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

建筑加固改造的基礎是巨大的既有建筑存量，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，加固改造項目也隨之發(fā)展。目前，中國建筑的加固、維護業(yè)務持續(xù)增長。既有建筑加固的主要原因有以下幾點：1.我國每年有一大批因生產規(guī)模及工藝等更新而需要技術改造和加層的建筑物，它們因結構超載而需要補強；2.隨著抗震要求，設防標準的提高和改變，許多地區(qū)現(xiàn)有房屋不能滿足新設防的抗震要求，從而需要抗震加固；3.近年來社會上大量曝光的因工程質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構加固方式有：碳纖維加固法、加大截面加固法、粘結外包型鋼加固法、結構膠植筋加固法等。

1、工程概況

某市綜合醫(yī)院，為二級甲等醫(yī)院，總建筑面積約為90000 平方米。地下建筑共一層，裙房為框架結構，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。本項目主設有兒科、婦科、產科、住院樓等部門。結構抗震設防烈度為6 度，設計地震基本加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。設計使用年限50年，塔樓部分剪力墻及框架均為二級，裙樓塔樓相關范圍為二級，其余部分為三級。

本項目原為婦幼醫(yī)院，2017年基本完成主體結構施工。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，塔樓功能及流線基本未變。

2、復核計算

采用PKPM 系列工程軟件SATWE 進行內力計算分析，其荷載取值按 《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）及參考《全國民用建筑設計技術措施》中的相關規(guī)定取值。經(jīng)計算分析后，原設計地基基礎承載力均滿足要求，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題。因框架梁內力提高，梁端彎矩和跨中彎矩均有增大，部分梁顯示超筋。局部結構板跨中彎矩及支座處彎矩增大，結構板需進行加固。

3、加固設計

3.1 框架柱加固

根據(jù)改造后工程實際模型內力分析結果，與原結構設計圖紙進對比，并對現(xiàn)場實際情況進行分析后，對軸壓比超限的、縱筋不足的部分框架柱采用截面加大法進行加固（圖1）。

因現(xiàn)場部分柱處于結構沉降縫位置，無法用截面加大法進行施工，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)《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB50367-2013）中第10.2.10 條，“鋼筋混凝土結構構件加固后，其正截面受彎承載力的提高幅度，不應超過40%”。所以根據(jù)此原則，當改造后承載力與原模型承載力的比值小于1.4倍時，框架梁采用碳纖維加固法（圖3）。當改造后承載力與原模型承載力比值大于1.4 倍時，框架梁采用截面加大法進行加固。

3.3 結構板加固

經(jīng)分析計算結果，結構板改造后彎矩與原模型彎矩比值均小于1.4 倍，所以結構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（結構補強）的專業(yè)公司完成。構件進行加固前，應優(yōu)先考慮將原結構構件除其自重外進行卸載，如無法卸載時應及時向設計人員報告，得到設計允許后方可施工。施工單位在施工中必須做好對新舊混凝土澆筑界面的處理，鑿毛、充分濕潤、接漿（或使用其他界面劑），保證連接面的質量及可靠性。采用粘貼碳纖維布加固的構件，從竣工之日算起，業(yè)主應至少每隔十年對構件的工作狀態(tài)進行檢查，對出現(xiàn)破損、嚴重老化的部位應進行處理。加固施工時，要注意加固材料存儲和使用過程中的安全，并按產品說明的要求采取安全保障措施。未經(jīng)技術鑒定或設計許可，不得改變結構加固后結構的用途和使用環(huán)境。

結論：

結構加固工程應嚴格按照相關規(guī)范進行設計和施工。當加固方案有多種方案選擇時，需根據(jù)現(xiàn)場實際情況，具體問題具體分析，篩選出相對經(jīng)濟和較容易施工的加固方案，以便于節(jié)省造價和資源。

相信隨著建筑科學技術的不斷發(fā)展和進步，加固技術的不斷完善，更好的加固方法也會隨之出現(xiàn)。