探讨某框架结构建筑加固设计实例

安利宁

（甘肃第五建设集团公司，兰州 741000）

探讨某框架结构建筑加固设计实例

安利宁

（甘肃第五建设集团公司，兰州 741000）

随着人们的生活水平不断提高，对建筑建设要求也是越来越高，框架结构加固技术也要不断创新，才可以满足人们需要并适应经济社会快速发展的需求。在现代建筑建设过渡当中，框架结构加固是一种经常使用的技术，对于各类建筑都有一定的使用价值。

框架结构建筑；加固设计；截面

0 引言

近年来，随着经济社会的发展，建筑业也得到迅猛发展，原有许多建筑物规划设计无法适应现代生产生活的需要；再加上目前土地资源逐渐稀缺，同时还需要考虑经济资源的合理配置，所以不可能全部废弃原有建筑物重建，因此建筑物的改造加固势在必行。

1 建筑框架结构的应用范围和特点

建筑结构能够设计成为无铰框架、双铰框架或者静定三铰框架[1]。混凝土的框架结构主要适用于各种学校、办公楼以及民用住宅，而钢架结构则能够用在特殊用途建筑物、工业厂房以及跨度比较大的那些公共建筑，例如造船厂、轻工业车间、火车站、剧场以及商场等。框架结构的建筑有着比较多的优点，其自重比较轻，并且空间能够灵活地分割，从而节省建筑材料，还能够灵活配合建筑平面的布置，从而便于安排较大建筑空间的结构。同时框架结构当中使用的梁柱等构件容易标准化以及定型化，从而缩短建筑的施工工期。现浇混凝土的框架结构刚度比较强，并且整体性比较好，合理框架结构的设计可以起到良好抗震作用，可以根据设计的需要而将梁柱截面浇注成为各种形状。

2 建筑框架结构的设计要求和原则

2.1 梁和柱的截面尺寸

框架结构当中梁截面的宽度应当≥200 mm，同时截面宽高比要≤4，并且截面高与净跨比要≥4，柱截面的宽度以及高度要≥300 mm，圆柱直径要≥300 mm[2]。

2.2 梁和柱的钢筋配置

梁端的纵向受拉钢筋配筋率应当≤2.5%，一级梁端的截面顶面以及底面的纵向钢筋的配筋量比之要≥0.5，二级或者三级则要≥0.3[3]。梁端的加密区箍筋肢距要≤200 mm，一级、二级、三级的箍筋肢距要≤250 mm，四级箍筋肢距则要≤300 mm。柱端的纵向受拉的钢筋配筋率要≥0.3%，二级框架结构的中柱箍筋直径要≥10 mm，并且箍筋肢距要≤200 mm[4]。在三级框架结构当中中柱箍筋的直径要在5 mm左右，四级框架结构当中的箍筋直径要≥9 mm。要是剪跨比以及支柱比≤2，那么箍筋的间距要≤100 mm。

2.3 建筑框架结构的设计时应当遵循的原则

为起到良好抗震效果，框架结构应当设计成为双向梁柱体系，并使用刚接连接。尤其是大跨度阳台或者雨篷等方面的框架结构设计过程中，更应当考虑梁的抗扭性。同时出屋面楼梯间或者电梯间不应当使用砖混框架，电梯井壁框架结构则应当使用黏土砖砌筑，而避免使用砖墙承重框架结构。电梯井柱应当做成L型，或者将柱外移，但是柱构件不能伸到电梯井的外面[5]。

除此之外，在加固设计的时候还需要考虑以下的情况，比如房屋建造时采用何种构造及其设计整体造型如何，房屋建造的用途为何，例如学校、办公抑或商场超市，所处地理位置以及是否处于洪涝区或者地震多发区；进而根据这些情况来设计加固，包括所需材料应当使用多大密度以及房屋坚固的程度等，一系列需要从结构规划就应当严密设计，从而找到合适的加固设计方案。

图1 工地施工图

3 提高建筑框架结构加固设计水平的技术策略

建筑框架加固设计的方法多种多样，例如混凝土加工。对房屋的砌体结构加以加固改造、对所有钢料进行加固等。通常情况下，加固途径主要有以下几类。

3.1 基础平面图和详图的设计

地基较软或者不均匀建筑适于选择柱下条基。若节点基础下面有防空洞或者枯井，则能够使用大厚板跨过。混凝土节点基础下要做垫层，要是基础下面有防水层，则要考虑防水层厚度。若建筑物地下室的外墙为混凝土，对应楼层基础梁就能够取消。在沉降缝两侧墙体的基础一定要分开，地面下伸缩缝以及抗震缝则不能设缝，需要加强同地面之间的连接。若新建建筑物的周围有打好基础的建筑物基础，则要低于周围的基础。基础间的净距离需要超过两者高差的1.5倍或者2倍。

3.2 梁详图的设计

若梁上有挑梁端部或者次梁处，那么要在梁上附加箍筋以及吊筋，同时要首先考虑添加箍筋。梁上水箱以及小柱下，则不用附加箍筋。在结构设计总说明处要画上对应的节点。在建筑物外部梁间的跨度比较小的时候，各个梁高要保持一致。如果建筑的梁底同外窗的顶部距离比较小，那么要加大梁高到外窗的顶部。建筑外部的框架梁外皮要同柱外皮保持平行，并且梁柱之间的偏心要超过柱宽的25%，但是要小于柱宽的35%。

3.3 柱详图的设计

若建筑框架的地上结构是圆柱，则地下结构要改成方柱，从而便于施工。圆柱纵筋的数量要超过8根，并且箍筋要用螺旋箍，同时在柱样图当中表明柱端部水平段。方柱箍筋要使用井字箍，同时严格根据规范要求来加密。需要注意的是，幼儿园内不能使用方柱，避免方柱给儿童带来身体的伤害。对异形柱结构来说，一排梁纵筋根数不能太多，柱端部纵筋也不能太密，从而防止节点处浇筑混凝土的时候出现问题。柱构件要尽量地选择那些强度比较高大的混凝土，从而降低断面处尺寸。

3.4 添加钢料进行加工

图2 地基施工加固图

这一方法指的是在设计过程当中，为实现加固建筑的目的，对某些部分钢料的使用或者对整个建筑在建造过程当中使用的钢料增加预算，或者通过将某部分用钢料来代替，例如将铰链的链接换成钢链接，或改变材料的原有长度和宽度以增加受力面，从而改善建筑承载的能力以及承载的水平。

3.5 加大物理截面

通过对建筑的条件以及建筑的材料加以考虑，将使用材料在能够加固的范围内，尽量地符合所处地质条件以及地理环境，并且在充分地考虑材料性能等方面的前提下，在可利用范围之内来对材料实施焊接以及其他方面的加工，从而加大受力的面积，避免材料使用的过程当中出现变形问题。

4 结构加固的类型

加固设计在原则上一方面要满足结构的抗震安全性以及正常使用要求，另一方面还要在加固改造之后，尽量不增加荷载，从而降低对原结构损伤，可以满足造价工期以及施工难度等方面的要求。

4.1 悬挑梁的加固处理

悬挑梁的负载增加，就需要进行加固处理。不过加固处理不应当采用梁上部处理的技术，要不然会出现超筋的问题。通过相应的计算分析，为改变受力的情况来加固，可以考虑采取加腋方法加固，钢筋要同梁柱进行锚固处理，最为合适的方法是钻孔植筋。

4.2 柱烂根错位加固处理

如果框架底层柱脚部位堆有建筑垃圾或者杂质，那么这个部位的混凝土就会略为酥松，同时还会导致部分钢筋外露而出现锈蚀，使得纵筋不够贯通。柱截面往往还会出现上下错位的问题。为保证施工便利性以及加固的质量，就需要进行柱截面加固。具体的措施是先将柱根周围那些疏松混凝土清除，露出主纵筋之后再配以原框架柱钢筋，然后再浇水湿润，在确保构件表面没有水的条件下，浇筑高出之前混凝土强度等级的混凝土。在新浇筑混凝土当中插入接长钢筋，柱下端使用化学植筋，上端则使用焊接连接，钢筋锚固长度应当符合规定要求。

4.3 粘钢加固处理

在粘钢选择方面可以选择6 mm左右的钢板，之后使用Q235钢板加以加固，再使用SKY-1型粘钢将钢板黏结在一块。在粘钢加固处理过程当中，可以进行卸荷处理，处理方法同碳纤维加固的技术相同。在卸荷处理之后，需要对粘贴面平整度加以修整，从而避免损害原结构墙体。开凿的部位要用静力水钻密布进行切割，然后清除表面的杂质以及污垢而保证平整。

4.4 碳纤维加固处理

对加固工程当中出现的一些细小裂纹，灌缝处理之后要进行局部的碳纤维布粘贴。使用碳纤维布加固时，最常用材料是进口30型碳纤维材料。胶水也应当使用配套的胶水。碳纤维也有相应要求，宽度在100～200 mm之间，并且为保证加固的效果，在加固处理之后，还应当进行卸荷处理，从而要求借助数显千斤顶来卸除荷载。处理之后，还应当更进一步对构建表面加以清洁和平整，将构件表面的杂质以及污垢清除干净，对不平整的地方应当加以修补或者打磨，确保结构的粘贴面可以保持平整。黏结施工好坏对碳纤维加固有着直接影响，所以加固处理要根据一定流程来施工。

5 结论

综上所述，对于那些需要加固的房屋要根据实际的情况进行认真分析并仔细验算，根据地质条件、施工质量以及房屋受力情况，对各种影响因素都加以考虑。对原有的房屋进行详细检测以及可靠性鉴定，然后进行详细分析、方案选择以及结构计算与校核后进行，不能一概而论。在框架结构加固的过程中，要力求改善工艺流程以及工作环境，保证原有结构安全的前提下实现经济适用。

[1]GB 50010—2012，混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2012：305-308.

[2]GBS 0292—1999，民用建筑可靠性鉴定标准[S].中国建筑工业出版社，2009：126-129.

[3]廖文彬.新旧构件连接中的钢筋连接方法探讨[C].第十二界全国建筑物鉴定与加固改造学术会议论文集（下册），2012：420-425.

[4]李惠强.建筑结构诊断鉴定与加固修复[M].武汉：华中科技大学出版社，2012：106-109.

[5]CECS 25：90，混凝土结构加固技术规范[S].中国计划出版社，2010：135-138.

TU323.5

A

1673-1093（2015）01-0080-03

安利宁（1985），男，甘肃成县人，工程师，就职于甘肃第五建设集团公司，从事结构设计工作。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.01.021

2014-09-01；

2014-09-15