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摘要：世界上经济发达国家的工程建设大体都经历了三个阶段：大规模新建、新建与維修改造并举和重点转向既有建筑的维修改造。随着经济、社会和科技的发展，以及盘活和优化存量资源的客观需求，越来越多的建筑物会出现变更用途、改变业主、工业建筑的更新改造等。本文针对某单位机房改造加固工程的结构部分方案设计，选用传统经验法，通过现场观察和简单的计算分析，以原设计规范为依据，根据个人专业知识和工程经验对建筑物可靠性做出评价，在此基础上，针对性地提出改造方案，从而得出个人的一些体会和心得。
关键词：改造加固 传统经验法 增大截面加固法
Abstract: the world economy the developed countries of the engineering construction generally through three stages: large-scale construction, new and renovation and and key to the renovation of old buildings. With the economy, society and the development of science and technology, and revitalize and optimization of the objective demand stock resources, more and more of the building will be change in use, change the owners, the industrial building the renewal and transformation, etc. In this paper some unit room the structure of the reinforcement engineering part design method with traditional experience, and through the field observation and simple calculation and analysis to the original design code for the basis, according to the personal professional knowledge and engineering experience building evaluate reliability, and based on this, pointed proposed reform plan, and concluded that some of the personal experience and share experiences.
Key words: the reinforcement method of traditional experience increases section consolidation method
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、工程结构现状、问题及处理方法
（一）结构概况
本工程地下一层，地上主楼9层，裙房2层、一层中部无楼面为原营业厅上空。地上各层层高分别为一层4.5m，二层3.9m，三-八层3.3m，九层5.1m。地下一层为半地下室，地下室层高主楼为2.2m，裙房为3.0m，局部水池为4.4m，室外地面标高为-2.5m。
主楼总高度为33.3m，结构总高度35.8m。主楼柱网尺寸为：横向跨度为6+5.6m，两侧悬挑2.4m及3m；纵向柱距分别为6.3+7+8+7+6.3m。营业厅裙房柱网尺寸为：横向跨度：底层一层为9+4.1m，屋面为13.1m；纵向柱距为7+8+7m。结构体系采用现浇钢筋混凝土框架结构；基础采用柱下独立基础，桩基承台，桩采用直径为377mm的沉管灌注桩，桩长为11m，以4层砂卵石层为桩基持力层，单桩承载力标准值（特征值）为Rk=550KN。基础混凝土C20,桩为C30,框架柱为C30,梁板混凝土等级未见说明。
（二）原结构存在问题
根据业主反映及现场察看并结合现有施工图发现以下问题：
1、地下室裙房部分墙体顶部与梁之间出现水平裂缝，墙体本身也出现多处斜向裂缝，裂缝宽度较大，均在1mm以上。根据施工图分析，原设计此部分墙体下均为条形基础，基础下无桩，且条形基础的一端或局部支承在柱下桩基承台上。由于条基下的土质为淤泥质土，土质较差，故引起较大的不均匀沉降，致使墙体发生较大的水平及斜向裂缝。
2、裙房部分柱为单桩承台，承台两侧均无地梁拉结，不符合单桩承台侧向应拉结的设计要求。
3、裙房A轴柱下均为2桩承台，经复核，桩的承载力偏小。现以A轴上的4轴柱为例复核如下：
底层：（7+8）/2x9/2=34㎡
二层: （7+8）/2x(3+1.5)=34㎡
三层裙房: （7+8）/2x(13/2+3)=72㎡
总受荷面积为A=34+34+72=140 ㎡
每㎡标准荷载按1t/㎡计算（包括静载、活载），柱下总的荷载标准值为Pk=140x1=140t，现设计为两桩承台，单桩RK0=550KN=55t，两桩总承载力为Rk=2X55t=110t
（三）原结构存在问题分析及处理
1、裙房地下室墙体开裂问题。
裙房地下室墙体均为自承重墙，由于原设计存在先天不足而产生较大裂缝，对结构主体安全基本无影响，但对使用有一定影响。因部分墙体为地下室外墙较难处理，故建议在可能的条件下，在结构改造加固过程中对部分墙体进行拆除、加固重砌处理。
2、裙房下部分柱为单桩承台，承台两侧无地梁拉结。此问题对结构安全度有一定影响。在此次改造加固中，这部分柱及基础需要进行加固处理，其单桩承台无地梁拉结的问题可同时处理解决。
3、A轴线上裙房柱下承台基础承载力偏小问题，裙房主体结构桩基安全度偏不足。由于本次改造加固，A轴线上这些柱及承台基础均需改造加固，上述问题也可同时解决。
二、改造加固要求
根据改造为机房的使用要求及本工程结构现状，拟将本工程2层整层改造为网络中心机房，对二层结构改造加固的具体要求如下：
（一）改造要求二层整个楼层改造为机房使用。二层包括主楼部分约400㎡，裙房部分约400㎡，整层面积约800㎡。但裙房二层大部分为原底层营业厅的上空，无梁板，改造要求将此上空需重新设计梁板,并对有关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
（二）机房使用要求：室内净高大于2.6m，加上上部三层楼面梁高为0.7m，梁下吊顶0.5m，机房地面架空0.5m，总层高要求不小于2.6+0.7+0.5+0.5=4.3m，原设计二层层高为3.9m，不满足使用要求，改造要求二层楼板梁下降至少0.5m，层高改造为4.4m，并对相关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
（三）按机房现设计规范，机房楼面使用荷载应不小于8KN/㎡。原设计楼面为办公用房，设计使用荷载仅1.5KN/㎡，改造为机房后，要求对相关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
三、改造加固方案
根据机房使用要求，在满足结构安全和使用要求的前提下，力求经济合理、方便施工，拟采用以下改造加固方案：
（一）二层楼面3-6轴与A-G轴之间的所有梁板及裙房门厅部分的两侧楼梯均要拆除，此范围四周的梁及梁外侧的所有梁板均保留。梁板拆除后按机房要求重新设计新的梁板，并对相关的梁、板、柱、基础、桩进行加固设计。此范围新的楼面标高比原设计低0.5m，考虑架空层0.5m后，机房地面与原设计地面平。此范围的外围楼面梁板上不设架空板，只设地面板，确保整个机房地面与原设计地面平。拆除梁板部分的尺寸为：
横向：13.1+6+5.6=24.7m
纵向：7+8+7=22m
总面积：543㎡
此范围面积作为新的机房使用已足够大，此范围内的梁板按8KN/㎡的使用荷载要求进行设计。
（二）改造后的机房内部所有隔断均应采用轻质玻璃隔断。上述未拆除楼面范围以内的所有内部隔断，如为砖墙或其他较重墙体均应拆除，如需要分隔，亦应采用轻质玻璃隔断。
（三）拆除楼板（降低标高）范围的四周与未拆除楼板部分之间应设置玻璃隔断、玻璃门分隔。拆除楼板范围可布置机房站柜及设备，外部只能作为办公、值班或放置轻质介质（荷载不超过办公用房）之用。
（四）改造加固的结构方案。
1、拆除后改建及新建的二层梁板均采用现浇钢筋混凝土结构；与现有保留的梁、板、柱的连接均采用植筋锚固。
2、裙房內原有4根小柱均采用外包混凝土加固，并将3、6轴的小柱由地面伸至二层粱底以减小3、6轴梁的跨度。4根小柱下基础原为单桩承台，均采用直径250-300树根桩改造加固为5桩承台。
3、群房内3、4、5、6轴上分别增加两根小柱，共8根，此8根小柱与原有4根小柱一样，均伸至二层粱底，以减小3、6轴梁的跨度及3、4、5、6轴A轴柱承受的楼面荷载。此8根小柱均采用现浇钢筋混凝土柱，柱下均采用直径250-300树根桩4桩或5桩承台。
4、所有原有柱的加固均采用外包混凝土增加截面法进行加固。
5、拆除楼面范围以外的梁板承受荷载较小，局部板需要加固时板面采用现浇配筋面层考虑 其与原有楼面板的共同作用的方法加固，板底采用粘贴玻璃纤维布加固。局部梁需要加固时采用外包混凝土增加截面法进行加固。
四、结论意见
（一）根据机房的使用要求，将二层整层改造为机房需要拆除大面积中部楼面梁板，降低楼面标高后改造、扩大补齐整层梁板，以满足机房使用需要的层高及承重要求
（二）按使用要求，根据结构现状进行结构改造加固分析，可采用相应的改造加固方法对相关的梁、板、柱、基础、桩进行改造加固后可达到使用要求。
（三）对原设计已发现的先天不足问题可通过改造加固方法一起进行处理，以提高相应部分的结构安全度。
（四）综上分析，将二层整层改建为机房的方案，结构上是可行的。
五、总结和体会
该方案分析主要从工程结构现状（原结构存在的问题、原结构存在问题的分析及处理）、改造加固要求、改造加固方案三个方面分析了为满足建筑使用功能改变，对该建筑进行结构改造加固的可行性。该分析对后续的改造加固设计提出了指导性的意见，可进一步指导加固设计。
这种传统经验鉴定法简便易行，花费较少、时间短，对于受力明确、较易判定的工程是一种可行并有效的常用方法。在工程实践中不断发展，经验不断丰富，适当结合一定的测试、观察和验证，可更好地提高鉴定工作的可靠程度。同时，采用增大截面加固法是一种简易、经济、合理的加固方法。在我国的现阶段及接下来的很长时间内，建筑物鉴定与加固改造任务，不仅量大面广，而且，任重道远，影响极大，对国力薄弱的我国来讲有着极其重要的现实意义。
参考文献：
1.GB 50367 -2006 混凝土结构加固设计规范；
2.张鑫、李安起、赵考重 建筑结构鉴定与加固改造技术的进展 工程力学 2011年。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：改造加固 传统经验法 增大截面加固法
Abstract: the world economy the developed countries of the engineering construction generally through three stages: large-scale construction, new and renovation and and key to the renovation of old buildings. With the economy, society and the development of science and technology, and revitalize and optimization of the objective demand stock resources, more and more of the building will be change in use, change the owners, the industrial building the renewal and transformation, etc. In this paper some unit room the structure of the reinforcement engineering part design method with traditional experience, and through the field observation and simple calculation and analysis to the original design code for the basis, according to the personal professional knowledge and engineering experience building evaluate reliability, and based on this, pointed proposed reform plan, and concluded that some of the personal experience and share experiences.
Key words: the reinforcement method of traditional experience increases section consolidation method
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、工程结构现状、问题及处理方法
（一）结构概况
本工程地下一层，地上主楼9层，裙房2层、一层中部无楼面为原营业厅上空。地上各层层高分别为一层4.5m，二层3.9m，三-八层3.3m，九层5.1m。地下一层为半地下室，地下室层高主楼为2.2m，裙房为3.0m，局部水池为4.4m，室外地面标高为-2.5m。
主楼总高度为33.3m，结构总高度35.8m。主楼柱网尺寸为：横向跨度为6+5.6m，两侧悬挑2.4m及3m；纵向柱距分别为6.3+7+8+7+6.3m。营业厅裙房柱网尺寸为：横向跨度：底层一层为9+4.1m，屋面为13.1m；纵向柱距为7+8+7m。结构体系采用现浇钢筋混凝土框架结构；基础采用柱下独立基础，桩基承台，桩采用直径为377mm的沉管灌注桩，桩长为11m，以4层砂卵石层为桩基持力层，单桩承载力标准值（特征值）为Rk=550KN。基础混凝土C20,桩为C30,框架柱为C30,梁板混凝土等级未见说明。
（二）原结构存在问题
根据业主反映及现场察看并结合现有施工图发现以下问题：
1、地下室裙房部分墙体顶部与梁之间出现水平裂缝，墙体本身也出现多处斜向裂缝，裂缝宽度较大，均在1mm以上。根据施工图分析，原设计此部分墙体下均为条形基础，基础下无桩，且条形基础的一端或局部支承在柱下桩基承台上。由于条基下的土质为淤泥质土，土质较差，故引起较大的不均匀沉降，致使墙体发生较大的水平及斜向裂缝。
2、裙房部分柱为单桩承台，承台两侧均无地梁拉结，不符合单桩承台侧向应拉结的设计要求。
3、裙房A轴柱下均为2桩承台，经复核，桩的承载力偏小。现以A轴上的4轴柱为例复核如下：
底层：（7+8）/2x9/2=34㎡
二层: （7+8）/2x(3+1.5)=34㎡
三层裙房: （7+8）/2x(13/2+3)=72㎡
总受荷面积为A=34+34+72=140 ㎡
每㎡标准荷载按1t/㎡计算（包括静载、活载），柱下总的荷载标准值为Pk=140x1=140t，现设计为两桩承台，单桩RK0=550KN=55t，两桩总承载力为Rk=2X55t=110t
1、裙房地下室墙体开裂问题。
裙房地下室墙体均为自承重墙，由于原设计存在先天不足而产生较大裂缝，对结构主体安全基本无影响，但对使用有一定影响。因部分墙体为地下室外墙较难处理，故建议在可能的条件下，在结构改造加固过程中对部分墙体进行拆除、加固重砌处理。
2、裙房下部分柱为单桩承台，承台两侧无地梁拉结。此问题对结构安全度有一定影响。在此次改造加固中，这部分柱及基础需要进行加固处理，其单桩承台无地梁拉结的问题可同时处理解决。
3、A轴线上裙房柱下承台基础承载力偏小问题，裙房主体结构桩基安全度偏不足。由于本次改造加固，A轴线上这些柱及承台基础均需改造加固，上述问题也可同时解决。
二、改造加固要求
根据改造为机房的使用要求及本工程结构现状，拟将本工程2层整层改造为网络中心机房，对二层结构改造加固的具体要求如下：
（一）改造要求二层整个楼层改造为机房使用。二层包括主楼部分约400㎡，裙房部分约400㎡，整层面积约800㎡。但裙房二层大部分为原底层营业厅的上空，无梁板，改造要求将此上空需重新设计梁板,并对有关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
（二）机房使用要求：室内净高大于2.6m，加上上部三层楼面梁高为0.7m，梁下吊顶0.5m，机房地面架空0.5m，总层高要求不小于2.6+0.7+0.5+0.5=4.3m，原设计二层层高为3.9m，不满足使用要求，改造要求二层楼板梁下降至少0.5m，层高改造为4.4m，并对相关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
（三）按机房现设计规范，机房楼面使用荷载应不小于8KN/㎡。原设计楼面为办公用房，设计使用荷载仅1.5KN/㎡，改造为机房后，要求对相关梁、板、柱、基础、桩进行复核、改造、加固。
三、改造加固方案
根据机房使用要求，在满足结构安全和使用要求的前提下，力求经济合理、方便施工，拟采用以下改造加固方案：
（一）二层楼面3-6轴与A-G轴之间的所有梁板及裙房门厅部分的两侧楼梯均要拆除，此范围四周的梁及梁外侧的所有梁板均保留。梁板拆除后按机房要求重新设计新的梁板，并对相关的梁、板、柱、基础、桩进行加固设计。此范围新的楼面标高比原设计低0.5m，考虑架空层0.5m后，机房地面与原设计地面平。此范围的外围楼面梁板上不设架空板，只设地面板，确保整个机房地面与原设计地面平。拆除梁板部分的尺寸为：
横向：13.1+6+5.6=24.7m
纵向：7+8+7=22m
总面积：543㎡
此范围面积作为新的机房使用已足够大，此范围内的梁板按8KN/㎡的使用荷载要求进行设计。
（二）改造后的机房内部所有隔断均应采用轻质玻璃隔断。上述未拆除楼面范围以内的所有内部隔断，如为砖墙或其他较重墙体均应拆除，如需要分隔，亦应采用轻质玻璃隔断。
（三）拆除楼板（降低标高）范围的四周与未拆除楼板部分之间应设置玻璃隔断、玻璃门分隔。拆除楼板范围可布置机房站柜及设备，外部只能作为办公、值班或放置轻质介质（荷载不超过办公用房）之用。
（四）改造加固的结构方案。
1、拆除后改建及新建的二层梁板均采用现浇钢筋混凝土结构；与现有保留的梁、板、柱的连接均采用植筋锚固。
2、裙房內原有4根小柱均采用外包混凝土加固，并将3、6轴的小柱由地面伸至二层粱底以减小3、6轴梁的跨度。4根小柱下基础原为单桩承台，均采用直径250-300树根桩改造加固为5桩承台。
3、群房内3、4、5、6轴上分别增加两根小柱，共8根，此8根小柱与原有4根小柱一样，均伸至二层粱底，以减小3、6轴梁的跨度及3、4、5、6轴A轴柱承受的楼面荷载。此8根小柱均采用现浇钢筋混凝土柱，柱下均采用直径250-300树根桩4桩或5桩承台。
4、所有原有柱的加固均采用外包混凝土增加截面法进行加固。
5、拆除楼面范围以外的梁板承受荷载较小，局部板需要加固时板面采用现浇配筋面层考虑 其与原有楼面板的共同作用的方法加固，板底采用粘贴玻璃纤维布加固。局部梁需要加固时采用外包混凝土增加截面法进行加固。
四、结论意见
（一）根据机房的使用要求，将二层整层改造为机房需要拆除大面积中部楼面梁板，降低楼面标高后改造、扩大补齐整层梁板，以满足机房使用需要的层高及承重要求
（二）按使用要求，根据结构现状进行结构改造加固分析，可采用相应的改造加固方法对相关的梁、板、柱、基础、桩进行改造加固后可达到使用要求。
（三）对原设计已发现的先天不足问题可通过改造加固方法一起进行处理，以提高相应部分的结构安全度。
（四）综上分析，将二层整层改建为机房的方案，结构上是可行的。
五、总结和体会
该方案分析主要从工程结构现状（原结构存在的问题、原结构存在问题的分析及处理）、改造加固要求、改造加固方案三个方面分析了为满足建筑使用功能改变，对该建筑进行结构改造加固的可行性。该分析对后续的改造加固设计提出了指导性的意见，可进一步指导加固设计。
这种传统经验鉴定法简便易行，花费较少、时间短，对于受力明确、较易判定的工程是一种可行并有效的常用方法。在工程实践中不断发展，经验不断丰富，适当结合一定的测试、观察和验证，可更好地提高鉴定工作的可靠程度。同时，采用增大截面加固法是一种简易、经济、合理的加固方法。在我国的现阶段及接下来的很长时间内，建筑物鉴定与加固改造任务，不仅量大面广，而且，任重道远，影响极大，对国力薄弱的我国来讲有着极其重要的现实意义。
参考文献：
1.GB 50367 -2006 混凝土结构加固设计规范；
2.张鑫、李安起、赵考重 建筑结构鉴定与加固改造技术的进展 工程力学 2011年。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。