某综合楼结构改造的可行性分析

徐 华，李兆勤，肖 珍，虞孔安

（1.湖南博联检测集团有限责任公司，湖南 常德 415000；2.常德阳明湖投资开发有限公司，湖南 常德 415000；3.湖南文理学院芙蓉学院，湖南 常德 415000）

1 工程概况

某综合楼为底层局部大开间转换结构，共六层，使用功能为综合楼，建筑长度为37.6m，建筑宽度为12.0m，一层层高为4.2m，二层及以上层高均为3.0m，建筑高度为19.2m，总建筑面积约为2400m2。

该房屋修建于1998 年，当时房屋按89 年系列规范进行结构设计，直至今日，结构设计规范已经多次修改、提高，当时的设计规范对房屋结构安全性、抗震设防要求均偏低。现拟将对该房屋部分结构进行改造，为确定其改造方案是否可行，有必要对房屋开展检测鉴定分析。

2 房屋改造方案

本次改造部分主要为二层楼面及以下部分结构，通过拆除原有结构部分墙体、新增混凝土柱、梁、板结构构件，以扩大原有一层结构的使用空间。具体为：拆除一层1-29 轴交C 轴砖墙、一层17 轴交C-D 轴砖墙、一层20 轴交C-D 轴砖墙、一层26 轴交C-G 轴砖墙、一层18 轴-21 轴交F 轴砖墙、一层23 轴-25 轴交F 轴砖墙；新增一层1-29 轴交A 轴砖墙；新增1-29轴交A 轴共12 个柱及柱下独立基础，新增一层18 轴交F轴柱及柱下独立基础、21轴交F柱及柱下独立基础、23 轴交F 柱及柱下独立基础、26 轴交F 柱及柱下独立基础、26 轴交E 柱及柱下独立基础、29 轴交E 柱及柱下独立基础；新增18 轴-21 轴交F 轴梁、23 轴-26 轴交F 轴梁、19 轴-25 轴交H 轴梁、19 轴交F 轴-G 轴梁、25 轴交F 轴-G 轴梁、26 轴-29 轴交E 轴梁、26 轴交D 轴-H 轴梁；新增1 轴-29 轴交A 轴-C 轴范围内梁及现浇板（板厚80mm）；拟改造方案未改变原房屋二层及以上结构布置。

3 房屋现状调查与检测

3.1 基本情况

该房屋为底层局部大开间转换结构，查阅《中国地震动参数区划图》（GB18203-2015）续表C.18 可知：建筑抗震设防烈度为7 度（0.10g）[1]；依据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）第6.0.8 条规定，该房屋抗震设防类别为标准设防类（丙类）[2]；根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）可知：该房屋基本风压为0.4kN/m2，基本雪压为0.5kN/m2（50 年一遇），地面粗糙度类别为B 类[3]；根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.1.2 条及7.1.9 条可知：该房屋底层框架抗震等级为二级[4]。

3.2 结构现状

3.2.1 地基基础

该房屋地势较平坦，地基稳定，无滑动迹象；基础采用柱下独立基础、墙下条形基础，基础埋深1.8m，混凝土设计标号为C20，地基承载力标准值fk 为200kPa；未发现该房屋上部结构存在因地基不均匀沉降产生的反应。

3.2.2 上部结构

该房屋框架柱及转换梁截面偏小，传力途径较为复杂。根据设计资料显示：该房屋上部主体工程中混凝土构件的设计标号均为C20，柱、梁主筋采用二级钢筋（HRB335），楼板钢筋及柱、梁箍筋采用一级钢筋（HPB235），现浇板钢筋保护层厚度设计值为15mm，梁钢筋保护层厚度设计值为25mm；承重墙体材料采用240mm 厚烧结普通砖砌筑，砖强度设计值为MU7.5，一层至四层墙体砌筑砂浆设计强度等级为M5，其余层墙体砌筑砂浆设计强度等级为M2.5。

表1 部分框架柱轴压比复核

3.3 质量缺陷

该房屋部分底框梁存在粉刷层脱落、露筋的现象；部分预制楼板板间有细微裂缝；1-27 轴交A-B 轴范围内悬挑梁、预制板底部有渗水、发霉、粉刷层脱落等现象。屋面形式为现浇板平屋面，暂未见屋面板有明显渗水现象。

3.4 结构检测

根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2019）相关要求[5]，对该房屋进行抽样检测，具体包括混凝土抗压强度、砌块抗压强度、砂浆抗压强度、钢筋间距、钢筋保护层厚度、楼板厚度、层高、构件尺寸、房屋倾斜等方面内容。

经检测，该房屋所检柱构件混凝土强度推定值为25.5MPa～27.1MPa；所检梁构件混凝土强度推定值为25.3MPa～27.3MPa；所检墙体砌筑砖抗压强度推定强度等级为MU10；所检一至六层砌体砂浆强度推定值分别为3.3MPa、3.1MPa、3.1MPa、3.0MPa、3.3MPa、3.2MPa；所检板构件板底钢筋间距X 方向平均值为155mm～162 mm，Y 方向平均值为157mm～161mm；所检板类构件钢筋保护层厚度为5mm～16mm；所检梁类构件钢筋保护层厚度为14mm～26mm；所检楼板厚度平均值为118mm～122 mm；所检一层～六层高平均值分别为4198mm、2999 mm、3002mm、3000mm、2999mm、3004mm；所检柱构件尺寸均为350mm×350mm；梁构件尺寸分别为250mm×750mm、300mm×650mm、300mm×600 mm、350mm×750mm、150mm×300mm；所检构件顶点最大位移值为22mm。

4 承载力复核

按拟定方案，利用PKPM 结构计算软件对房屋结构承载能力进行复核分析。

4.1 地基基础承载力

对该房屋所有独立基础进行了承载力复核，大部分基础承载能力不满足要求。

4.2 钢筋混凝土柱计算复核

该房屋六层底层局部大开间转换结构，建筑高度为19.2m，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.1.2 条及第7.1.9 条可知：该房屋底层框架抗震等级为二级；根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.3.6 条可知：抗震等级为二级的框架柱轴压比应按0.75 控制[6]。根据验算结果，该房屋部分框架柱轴压比大于0.75，大部分柱实际配筋不满足计算配筋的要求。具体计算结果如表2、3 所示。

表2 部分框架柱配筋复核

表3 部分混凝土梁正截面配筋复核

4.3 钢筋混凝土梁计算复核

对该房屋所有结构梁进行了配筋校核，部分混凝土梁正截面、斜截面承载力不满足计算配筋的要求。具体计算结果如表4、5 所示。

表4 部分混凝土梁斜截面配筋复核

5 总结

通过经现场检测和承载能力计算分析，发现按拟定方案对该房屋二层楼面及以下部分结构进行改造方案是可行的，但考虑到原设计结构构件不能满足现有使用的承载能力要求，必须对房屋的部分基础、框架柱、框架梁进行加固处理。改造施工前应采取措施对原结构进行保护，施工过程中应避免对原结构造成破坏，严禁在柱、梁、板构件上开洞。同时考虑到该房屋混凝土结构构件碳化深度较大，为避免钢筋锈蚀，提高结构耐久性，应对混凝土结构构件采取相应防护或修补措施。