辦公樓加固改造設(shè)計(jì)

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，老舊建筑加固改造比新建可節(jié)省投資50%左右，縮短工

期60%,收回投資的速度比新建快3倍?5倍。上世紀(jì)80年月及以前計(jì)算機(jī)結(jié)

構(gòu)分析軟件尚未廣泛應(yīng)用和普及,結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果存在很多不足：結(jié)構(gòu)計(jì)算模型簡(jiǎn)

化近乎抱負(fù)狀態(tài)（如：多層計(jì)算假定為無(wú)側(cè)移剛架模型）、計(jì)算采納平面空間模

型而非三維空間模型、計(jì)算結(jié)果缺乏足夠的牢靠性和平安性；同時(shí)，這個(gè)時(shí)間修

建的建筑經(jīng)過(guò)30年左右的使用，結(jié)構(gòu)的耐久性已下降，使用功能也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。

所以對(duì)這類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的加固改造是必要的。

1、工程概況

**公司辦公樓*占地3766.22平方米，建筑呈“L”型布局，總建筑面積12570

平方米，初始設(shè)計(jì)為7層框架結(jié)構(gòu)，1989年建成5層框架結(jié)構(gòu)投入使用，1994

年增加3層，該房屋為8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，為L(zhǎng)形布置，在拐角處設(shè)有變

形縫。

圖片1.3辦公樓結(jié)構(gòu)平面示意圖（各層類(lèi)似）

本辦公樓自修建至今已使用27年，歷經(jīng)不同的的業(yè)主使用，建筑的辦公使

用功能總體沒(méi)有變化，但多次的裝修改造造成了部分梁、板、柱構(gòu)件不同程度的

損傷，本次裝修改造的原則也是不轉(zhuǎn)變辦公樓的使用功能，局部個(gè)別房間為滿意

現(xiàn)行我國(guó)相關(guān)法律規(guī)范的要求改造成衛(wèi)生間和設(shè)施用房；在經(jīng)受了5.12汶川地

震、4.20蘆山地震都未對(duì)其進(jìn)行加固改造。本次加固改造設(shè)計(jì)為保證在后續(xù)使

用年限內(nèi)的牢靠性、平安性，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)法律規(guī)范》（GB

50367-2022）的規(guī)定，本工程結(jié)構(gòu)加固后的后續(xù)使用年限為30年（簡(jiǎn)稱A類(lèi)建

筑）。

2、加固設(shè)計(jì)的所遇問(wèn)題及解決

業(yè)主供應(yīng)的原始資料缺失較多，僅有初始設(shè)計(jì)的7層建筑各專(zhuān)業(yè)的圖紙和木

工程的抗震鑒定報(bào)告。1994年的加層結(jié)構(gòu)圖、笫一次修建按5層修建的結(jié)構(gòu)圖、

本工程兩次施工的竣工圖以及期間幾次裝修改造圖均沒(méi)有。針對(duì)此問(wèn)題，又托付

檢測(cè)單位對(duì)本工程進(jìn)行全面的檢測(cè)一一廠5層以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)核原結(jié)構(gòu)圖為準(zhǔn)，二

次修建的6、7、8三層以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)作為復(fù)原本工程結(jié)構(gòu)模型依據(jù)。通過(guò)上

述處理，基本精確完整的把加固設(shè)計(jì)模型建立起來(lái)。

3、本工程結(jié)構(gòu)抗震鑒定及平安性鑒定結(jié)論

3.1、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)論

1、①樓面梁存在局部混凝土脫落，縱筋、箍筋外露銹蝕；局部混凝土脫落,

縱筋、箍筋外露銹蝕；出屋面構(gòu)架挑梁底部箍筋銹脹，梁體表面滲水、霉變，部

分梁底，箍筋銹脹；水箱抬梁底部鋼筋外露銹蝕嚴(yán)峻；部分樓（屋）面梁近支座

處梁側(cè)面面層開(kāi)裂，最大裂縫寬在0.1?0.2mm間。②樓面板個(gè)別區(qū)域板跨中，并

存在錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象；現(xiàn)澆板存在個(gè)別鋼筋外露，鋼筋被局部截?cái)喱F(xiàn)象，現(xiàn)象較普遍。

③房屋外裝飾條存在損傷或缺失現(xiàn)象；部分墻面及吊點(diǎn)存在滲水現(xiàn)象。

2、混凝土柱強(qiáng)度推定值介于24.3MPa~40.9MPa間；混凝土梁強(qiáng)度推定值介

于25.8MPa~36.OMPa間；混凝土板強(qiáng)度推定值介于29.0MPa~39.7MPa間。

3、混凝土柱碳化深度在6.5mm間；混凝土梁碳化深度在6.0mm"6.5mm

間；混凝土板碳化深度在6.5mnT7.0mm間。碳化深度小于愛(ài)護(hù)層厚度，鋼筋處于

混凝土堿性愛(ài)護(hù)中。

4、辦公樓X向無(wú)明顯傾斜規(guī)律；Y向無(wú)明顯傾斜規(guī)律，傾斜率整體滿意法

律規(guī)范要求。

3.2、抗震鑒定結(jié)論

辦公樓結(jié)構(gòu)構(gòu)造有多處不符合抗震要求，部分房間存在鋼筋露筋、銹蝕；填

充墻與混凝土梁、柱存在豎向或水平裂縫；個(gè)別混凝土梁近支座處梁側(cè)存在混凝

土豎向裂縫；填充墻拉結(jié)筋設(shè)置；各樓層綜合力量抗震指數(shù)均大于L0,綜合抗

震力量滿意A類(lèi)房屋要求，但部分抗震構(gòu)造措施不滿意要求，部分樓層框架柱軸

壓比超限，部分柱配筋不滿意抗震承載力要求，舒分框架梁配筋不滿意抗震承載

力要求，應(yīng)實(shí)行措施進(jìn)行抗震加固處理。

3.3、平安性鑒定結(jié)論

辦公樓地基基礎(chǔ)為Bu級(jí)，上部承重結(jié)構(gòu)為Cu級(jí)，圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為Cu級(jí)。

依據(jù)地基基礎(chǔ)和上部承重結(jié)構(gòu)的評(píng)定結(jié)果，按其中較低等級(jí)確定，該建筑鑒定單

元的平安性評(píng)級(jí)為Csu級(jí)，平安性不符合該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Asu級(jí)的要求，顯著影響整體

承載力。

34、相關(guān)建議

1、對(duì)軸壓比超限處的框架柱進(jìn)行加固處理。

2、對(duì)混凝土柱及梁抗震承載力不滿意要求的構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

3、對(duì)消失裂縫及露筋銹蝕的混凝土構(gòu)件實(shí)行措施進(jìn)行處理。

4、對(duì)穿管、鋼筋截?cái)唷摻钔饴朵P蝕的混凝土板實(shí)行措施進(jìn)行處理。

5、應(yīng)綜合考慮該房屋后期裝修改造的影響，并結(jié)合本報(bào)告，對(duì)該房屋進(jìn)行

整體復(fù)核驗(yàn)算及加固改造設(shè)計(jì)，未經(jīng)設(shè)計(jì)許可或技術(shù)鑒定，不得隨便增

加荷載。

4、本工程結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

4.1、設(shè)計(jì)荷載

1、活荷載取值：

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)牢靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定一一活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

期內(nèi)活荷載最大分布的某一分位值?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載法律規(guī)范》自GBJ9-87扳起

就規(guī)定在樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值在調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，考慮荷載隨時(shí)間和空

間的變異性，進(jìn)而采納了概率統(tǒng)計(jì)模型，持續(xù)性活荷載和臨時(shí)性活荷載統(tǒng)一采納

等時(shí)段的平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程概率模型，假定（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T=50年）：

a.荷載消失的概率為P,不消失的概率為1—P；

h.荷載持續(xù)一次作用時(shí)間為T(mén),則在準(zhǔn)基期為荷載變動(dòng)次數(shù)廠T/T;

c.荷載任意時(shí)點(diǎn)的概率分布函數(shù)是相同的。

依據(jù)以上假定，1二10年，廠5次，出于分析上的便利，對(duì)活荷載分布函數(shù)

采納了極值I型分布函數(shù)：

F（x）=exp{-exp[-a（x-u）]}

其中：u：眾值u=人0.5772/a

a：尺度參數(shù)a=冗/2.4495。

氏。為分布函數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

二者依據(jù)Tukstra的組合原則，并按肯定的分位值，得出樓面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)

值（Qkl）o但在結(jié)構(gòu)加固時(shí)，由于結(jié)構(gòu)已處于服役期，因此荷載基準(zhǔn)期T=50年

的假定已不再適應(yīng)，而應(yīng)改成目標(biāo)使用期T（t）=30年，依據(jù)上述理論得出30

年的荷載基準(zhǔn)期內(nèi)的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qk2）0參荷載法律規(guī)范的條文說(shuō)明Qk2相當(dāng)

于0.95Qklo本次加固設(shè)計(jì)活荷載取值采納了現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載法律規(guī)范》

的規(guī)定，未進(jìn)行折減，以保證建筑結(jié)構(gòu)加固后的后續(xù)使用年限內(nèi)的活荷載牢靠度。

2、建筑恒載卸荷處理：

本工程自1989年建成已使用27年，并幾經(jīng)變更業(yè)主，各個(gè)使用單位依據(jù)自

己的喜好對(duì)本工程就進(jìn)行過(guò)多次裝修。原設(shè)計(jì)的建筑樓面為水磨石地面，現(xiàn)狀為

地磚樓面，依據(jù)檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)一一建筑結(jié)構(gòu)面以上的二次建筑裝修層厚度有

100mm左右。為滿意后續(xù)使用結(jié)構(gòu)平安要求，也是加固施工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)表面的要

求，對(duì)結(jié)構(gòu)面層以上的二次裝修層進(jìn)行剔除卸荷處理；同時(shí)本次建筑房間分隔增

加墻體采納輕質(zhì)隔墻板（不大于0.8kN/m2）或玻璃隔斷；本次樓面裝修采納：

走道、大廳及衛(wèi)生間設(shè)計(jì)為地磚地面（荷載大小與原設(shè)計(jì)相當(dāng)），其余房間設(shè)計(jì)

為地毯地面。

現(xiàn)狀計(jì)算模型及結(jié)果，不滿意抗震驗(yàn)算部位：

結(jié)構(gòu)空間振動(dòng)模型圖

結(jié)構(gòu)加固前柱配筋超限圖

4.2、加固設(shè)計(jì)

加固設(shè)計(jì)思路：鑒于本工程原設(shè)計(jì)時(shí)間在上世紀(jì)80年月，結(jié)構(gòu)空間計(jì)算考

慮不足，造成結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度偏弱，本次加固設(shè)計(jì)著重對(duì)框架梁、柱的結(jié)構(gòu)整體加

固，重點(diǎn)對(duì)框架柱的加固一一底層按混凝土加大截面處理，二層以上的加固部位

采納外包型鋼加固，以保證結(jié)構(gòu)的軸壓比在0.90以下；在八層會(huì)議室兩側(cè)的框

架柱為單跨框架，盡管其各項(xiàng)構(gòu)造指標(biāo)均滿意法律規(guī)范，為保證其平安度均進(jìn)行

外包型鋼加固處理（以避開(kāi)其加固后的剛度相對(duì)于下一層突變，會(huì)議室兩側(cè)的框

架柱自一層加固至8層）；結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值與原設(shè)計(jì)值的較小值，

這樣偏于平安。原設(shè)計(jì)底部三層為梁、板、柱混凝土強(qiáng)度為300號(hào)，折算成現(xiàn)行

法律規(guī)范的混凝土強(qiáng)度為C28,三層以上部位混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度為25號(hào)，

折算成現(xiàn)行法律規(guī)范的混凝土強(qiáng)度為C23。檢測(cè)單位實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)中只有3層有

一個(gè)點(diǎn)低于原設(shè)計(jì)值。

①對(duì)軸壓比超限處的框架柱采納加大界面法進(jìn)行加固處理，因此類(lèi)問(wèn)題多

在底部產(chǎn)生，加上本建筑為上世紀(jì)90年修建就，側(cè)向剛度偏弱，在下部尤為嚴(yán)

峻。所以采納增大截而法加固設(shè)計(jì)不僅可以提高加固框架柱的承載力量，而且還

可以通過(guò)加大其截面剛度，轉(zhuǎn)變其自震頻率，使正常使用階段的性能在某種程度

上得到改善°此加固方法施工簡(jiǎn)潔，將原柱截面加寬160?200nlmc

②對(duì)承載力不滿意要求的鋼筋混凝土柱實(shí)行外包型鋼法加固設(shè)計(jì)，其加固

特點(diǎn)是被加固構(gòu)件的截面和自重增加不大，基本不影響建筑空間尺寸，施工工期

較短。

③對(duì)承載力量不滿意要求的鋼筋混凝土梁實(shí)行粘貼鋼板進(jìn)行處理，粘鋼加固

的主要特點(diǎn)是被加固構(gòu)件的裁面和自重增加不大，基本不影響建筑效果，施工作

業(yè)隊(duì)周邊環(huán)境干擾小，牢靠性高。

加固計(jì)算模型及加固部位：

結(jié)構(gòu)空間振動(dòng)模型圖

4.3結(jié)構(gòu)加固后分析結(jié)果

加固設(shè)計(jì)前、后的主要結(jié)果對(duì)比如下:

結(jié)構(gòu)位移掌握參數(shù)

加固設(shè)計(jì)前

作用方向XY

樓層最大層間位移與該樓層平均值的最大比值1.061.26

樓層層間最大位移與層高之比的最大值1/10631/781

加固設(shè)計(jì)后

作用方向XY

樓層最大層間位移與該樓層平均值的最大比值1.041.25

樓層層間最大位移與層高之比的最大值1/11151/801

最大軸壓比：

加固設(shè)計(jì)前:1.14；加固設(shè)計(jì)后：0.80

樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)（最不利前三位）

加固設(shè)計(jì)前

序號(hào)X向Y向

12.32.8

23.63.1

33.73.2

加固設(shè)計(jì)后

序號(hào)X向Y向

16.05.6

27.67.1

37.87.1

樓層抗震力量系數(shù)（最不利前三位）

加固設(shè)計(jì)前

序號(hào)X向Y向

11.41.4

21.6