框架结构建筑局部改造加固设计实例分析

建筑结构加固改造工程实例分析【摘要】现阶段的工程项目中，结构设计难度越来越高，相关人员在实际的设计过程中，涉及的结构性问题非常多，很多的建筑工程项目中，加强结构加固设计成为了结构优化的关键。

对任何一个建筑结构而言，其加固方案往往包含了多种，为获得理想的加固效果，结构设计人员需做好综合性因素的考虑，选择技术可行性、经济合理性的加固方案。

基于此，本文針对接近设计使用年限或者已经达到使用年限，经鉴定安全等级为 C、D 级的既有建筑进行了相应的加固设计和研究。

【关键词】建筑结构;加固改造;分析针对一些既有建筑的结构加固，其实际的处理难度系数非常高，因为在加固方案的设计上，要从安全性、经济性和技术性的角度出发，来彻底解决建筑结构方面所面临的质量安全问题，最大程度上促进建筑结构目标的实现。

我国现有的很多建筑结构在长年的使用中，面临着结构老化的问题，为了减少翻修所造成的高额成本，往往会在原有结构的基础上采取相应的结构加固设计，通过各种加固技术的应用，来提升结构稳固性和安全性。

1、建筑结构加固的研究现状针对当前整个建筑市场上的结构加固问题，重点体现在历史文化建筑和其他建筑的加固上，对于历史文化建筑而言，从最初的建成投入到当前的使用来看，其时间跨度非常大，自然条件等各种因素都会使得历史文化建筑中的一些结构构件被损坏，而这类建筑比较特殊，在结构加固的过程中，不仅要恢复整体结构，还需要注重对结构加固时的修缮和保护。

而其他住房、商业建筑的加固设计中，重点是要做好加固技术可行性、经济合理性的分析和研究，通过定量化的方式来促进结构问题的处理。

结构加固方面面临的突出难题是技术复杂、施工困难、成本投入高，在加固处理时，重点是要进行技术方案的确定。

结构加固主要包含了两种方向：（1）保留原有结构构件。

这一加固方案下，加固处理要尽量在保留原有结构构件的基础上进行，虽然这种结构加固方案可以最大程度上突破当前规划中的相关限制，但在具体的加固处理过程中，技术难度系数高、工程投资大。

谈建筑结构加固改造工程的实例【摘要】目前，我国建筑行业在飞速的发展，每一个地区的建筑工程数量都在不断增加，并对建筑行业的施工标准规划出相应的要求。

那么人们的生活质量好与坏，直接被建筑工程施工质量影响着，所以对建筑工程加固以及改造尤为重要，基于此，本文结合实际案例进行分析，对加固改造方案的选择以及建筑物改造加固设计和施工分析深入探讨。

【关键词】建筑结构；加固改造；工程实例探究1建筑概况分析在本次工程中，对浙江省杭州市某建筑物办公楼进行了具体的分析探讨，随着时间的推移，并且受到地理环境等各方面的因素影响，这建筑物结构明显的发生了改变，但是由于这座建筑还必须要存在，这样就只能对该建筑物进行加固和改造。

这次探讨建筑物的办公楼是3层，每一层的高度是3.5米。

目前，这座建筑物的功能，主要是办公用的，进行加固和改造后，要将建筑物的三楼改造一个大点的会议室。

针对以上要求，在改造的过程中，需要对三楼的部分建筑物进行改造和拆除。

2加固改造方案的选择2.1加大截面加固法混凝土结构的梁柱和墙组件，如主要使用加大截面加固的方法。

这种方法使用的技术主要是通过主钢筋面积增加建筑加固，增加受压柱等等。

2.2预应力加固法此方法乃使用钢筋预应力等工具加固的方法。

这个方法是最明显的特点是在预应力的作用下，可以使撑杆或杆力，改变建筑原有结构内力，减少原始结构的应力水平。

预应力钢筋的方法可以改变原有建筑结构内力，并建立加强和卸货。

2.3外包钢加固法在建筑物的外面包上钢板，也或者是型钢，而这样加固目的就达到了，这种方法被称为外包钢加固法。

这种方法有两种加固方式，分别是及干式以及分湿式。

外包钢加固法在构建界面不增加其大小的时候使用，较为多见。

2.4外部粘钢加固法外部粘钢加固法是在建筑物的外表贴上一层钢板，这样来使建筑物的承载力加大，但是这种方法对外在的环境要求非常高，像湿度低于60%是不能使用的，还有温度也不能高于50℃。

2.5改变结构传力途径加固法这一方法是针对建筑物的传力途径进行加固的，在加固的运行中，传力的途径分为两种，一种是增设支点加固运行，另外一种是托梁拔柱的加固，两种都可运用，要根据实际情况具体分析。

框架结构局部抽柱的结构加固思路与实例分析随着社会的发展，经济水平的提高，建筑结构加固技术正越来越受到人们的关注，本文介绍了一些常用的混凝土加固技术方法及其特点，并通过工程实例给出框架结构中抽柱、增大截面等加固方法的技术特点。

1、钢筋混凝土构件加固方法及其特点在我国建筑行业中，钢筋混凝土结构使用比较广泛，对其研究也比较深入，其加固方法在我国也比较成熟、完善，下面简单介绍混凝土结构加固方法及其特点:1.1增大截面法该方法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件加固，即在原构件周围增加钢筋，并浇筑混凝土，通过增大截面面积来增加构件承载能力。

该方法使用比较早，有较为成熟的经验，多用于梁、柱、墙体、基础等进行加固。

该方法优点是施工操作简单、施工成本较低;缺点主要是施工工期较长、建筑物使用空间减少。

1.2置换混凝土加固方法该方法适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有重缺陷的局部加固，即把原构件中混凝土强低或有严重缺陷部分混凝土用新的混凝土替换，以提高构件承载能力。

该方法优点是加固后不减少建筑物使用空间;缺点是加固施工工期长、加固施工难度高。

1.3外粘型钢加固法该方法适用于需要大幅度提高截面承载力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固，即在构件外面外包型钢，按其与原构件连接方式分为外粘型钢加固方法和无粘结外包型钢加固法。

该加固方法在现加固施工中应用比较广泛，该方法优点是施工后对原建筑物使用空间影响较少、施工工期短;缺点是成本相对较高。

1.4粘贴碳纤维布加固方法该方法适用于钢筋混凝土受弯构件、轴心受压构件、大偏心受压及受拉构件的加固，在构件外部粘贴碳纤维布来提高构件承载能力。

该方法优点是施工操作简单、工期无水印较短，在现加固施工中应用比较广泛;缺点是加固后使用环境不耐高温。

1.5粘贴钢板加固法该方法适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固，在构件外部粘贴钢板来提高构件承载能力。

该方法优点是对原建筑物使用空间影响较少、施工工期短;缺点是成本相对较高、加固后使用环境不耐高温。

一、软土地基事故1、事故现象最常见的事故现象：①产生过量沉降(1) 杭州花园新村4号住宅（四层）下沉1.23m，基础为筏板基础，稳定后顶起。

(2) 武进芙蓉西周村三间三层农宅，下沉18cm，地基均为淤质土，稳定后重做地坪。

②产生严重不均匀沉降武进农机公司仓库，二层，底层为框架结构，二楼为砖混住宅，走廊有外立柱。

在原河塘填土上，一年后下沉，致使二楼住宅墙体产生45°大裂缝，宽16mm。

③房屋倾斜，严重者失稳倒塌。

2、事故原因绝大多数为承载力在80KN/m2以下的淤泥质软土引起的。

3、软土的特性①软土的形成：在静水或缓慢流水环境中沉积而成的饱和粘性土，型式有：(1) 滨海沉积——盐城外黄海滨，古时每年有上百平方公里湿地(长江黄河泥砂)沉积。

(2) 湖泊沉积——(3) 河滩沉积——常武地区是长江下游冲积平原，软土多。

(4) 谷地沉积——②软土的外观：灰色或深灰色③软土的特性及变形特点：特性：(1) 含水量大，甚至饱和达流限；(2) 强度低，一般≤120KN/m2；(3) 压缩变形大。

变形特点：(1) 沉降量大；(2) 初始沉降速度快，延续时间性长（10年～数十年）；(3) 沉降量与含水量成正比。

4、事故实例事例１：①常州冶炼厂，三层框架结构，库房柱倾斜。

(1) 一层砼柱浇筑完，拆模后，有6根柱上端偏离80mm多。

(2) 原因：地基下边有多个小块软卧层（地质钻探与设计不协同）。

(3) 处理：a、将砼柱吊移；b、挖去软卧层，浇筑C10砼至基底标高；c、重新把柱吊装就位。

② 翠竹111号房（住宅）房屋纵向出现竖向裂缝，基础圈梁下产生水平裂缝。

a 、 地基：表层有2～3m 的140KN/m 2的土层，3m 以下是20多米厚的淤泥质土； b 、 基础为筏板基础，上部为6层砖混结构的住宅；c 、 居住三年后，在距山墙外10多米处筑路、架桥，路、桥和住宅下边的地质概况是一样的。

在打桥桩及路基填土碾压干扰下，使111号住宅东端产生二次沉降，而中、西部未沉。

某工程加固改造实例分析摘要：由于建设单位的更换，拟改变已建部分楼层使用功能，结构需要对地下一层、一层及二层结构平面进行加固改造。

关键词：加固方案；加固计算1工程概况本工程位于西安市纺渭路以东，柳新路以南。

由1#楼、2#楼及商业裙房组成（地下一层、地下二层及一层已施工，为改造部分；二层及二层以上为新建部分）。

1#楼地上21层,地下2层；2#楼地上21层地下2层；商业裙房地上5层，地下2层。

建筑结构形式为1#、2#楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，商业裙房采用钢筋混凝土框架结构体系。

现以商业裙房为例介绍本文。

2加固改造的范围和内容本项目由于产权转移及使用功能改变等原因，业主拟对二层楼面结构进行大面积改造，改造范围涉及三个方面：1.拆除部分楼面结构梁板。

2.将二层部分楼板结构洞口用现浇钢筋混凝土进行封堵。

3.电梯改变位置。

4.二层以下原有部分结构柱不满足轴压比要求，需加固处理。

5.由于以上拆除和封堵等改造工作，将会对部分构件甚至局部结构的强度和刚度方面产生影响，故应就此对原结构进行加固。

裙房二层加固改造平面3结构加固方案设计与计算对混凝土结构构件进行加固，目前比较成熟的加固方法有加大截面加固法、粘钢加固法、粘贴碳纤维片材加固法、植筋法、外包型钢加固法和其他传统的加固处理方法。

这里仅对本工程用到的加大截面加固法、粘钢加固法、粘贴碳纤维片材加固法做重点介绍。

3.1 加大截面加固法：该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

加固受弯构件计算时，分为受拉区增大截面和受压区增大截面。

当增大受压区截面时，变成了叠合式受弯构件，因而就采用现行砼规范关于叠合式受弯构件的计算方法。

当增大受拉区截面时，加固规范给出了正截面和斜截面的计算公式，公式类似于砼规范的计算公式，只是新增的钢筋和砼强度给了一个折减系数，正截面受弯时钢筋的折减系数为0.9；斜截面受剪时钢筋的折减系数为0.9，砼的折减系数为0.7；轴心受压正截面计算时钢筋和砼的折减系数都为0.8；偏心受压正截面计算时钢筋和砼的折减系数都为0.9。

收稿日期：2011－09－14作者简介：赵磊（1973—），男，高级工程师，硕士，主要从事企业内部工业项目土建工程设计、管理工作.宁夏工程技术Ningxia Engineering Technology Vol．11No．1Mar ．2012第11卷第1期2012年3月文章编号：1671－7244（2012）01－0056－051工程概况中色（宁夏）东方集团有限公司原有的研发中心建筑无法满足使用要求，如果重新建设将耗费企业宝贵的时间和经费，而合理地对旧有建筑进行改造，不仅可以加快建设进程、节约建设资金，还可以减少用地紧张和资金量大、回收期长等不利因素.研究中心于2002年建成，原设计为二层现浇钢筋混凝土框架结构，层高3.9m ，一层为实验区，二层为集中办公区，上人屋面.原结构立面、平面示意如图1所示.2009年由于国际市场竞争日趋激烈，对产品性能要求越来越高，集团公司原有研发力量严重不足，决定增加科研投入，增加人员和设备.研究中心需要增加近1.5倍的使用面积，同时严格控制工期和造价.2改造方案2.1加层方案目前房屋加层方法大概分为直接加层法和外套结构加层法两种.前者可充分利用原有建筑的承载潜力，是扩大使用面积最经济、最方便的手段.由于原结构方案选型正确，传力途径明确，节点连接可靠，设计文件（图纸、计算书）齐全，且满足现行规范要求；经检测原结构地基基础变形值和倾斜值均满足规范要求，地基基础稳定；上部结构投入使用时间不长，使用环境良好，结构强度储备充分，仅需要对局部构件进行加固即可满足要求.因此，选择在原有二层的基础上加盖二层框架，功能分区同原第二层.加层部分内外墙体采用轻质材料，改造后结构布置如图2所示.2.2加固技术方案目前流行的加固技术有很多，如增大截面加固法、粘贴钢板加固法、预应力加固法、改变受力体系加固法、外包钢加固法、粘贴碳纤维布加固法、植筋法等等[1].综合建设单位改造要求以及本地区成熟技术确定具体加固方案：①对于加层后轴压比超限的钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用赵磊（中色（宁夏）东方集团有限公司工程部，宁夏石嘴山753000）摘要：以中色（宁夏）东方集团有限公司的钢筋混凝土框架结构加层改造工程为例，以现行加层理论为基础，利用SATWE-8软件工具对结构因改造引起的力学性能改变进行了大量的计算和分析，最终提出运用“模拟加层、整体分析、前后对比”的改造设计方法，对该建筑进行了加层改造，并取得了良好效果，不仅验证了上述方法的科学性和实用性，而且积累了大量的改造经验.通过对改造计算结果的分析，得出了一个“经验系数”，在今后类似结构加层改造工程中，利用这个“经验系数”可以简化计算工作量，缩短设计周期.关键词：框架结构；加层改造；整体分析中图分类号：TU375.4文献标志码：Ab 平面图图1原结构立面、平面示意图a 正立面图①⑧7.8006.90011.70010.8004.8003.9003.0000.9000.000①②③④⑤⑥⑦⑧7800720048008400468004800720072007200720072003000E DCB A24600图3框架柱加固截面示意图图2加层部分平立面示意图框架柱采用增大截面加固法处理；②对于加层后承载力不足的框架柱采用外包型钢加固法处理；③对于加层后承载力不足的框架梁采用粘贴钢板加固法处理；④对于独立柱基础采用增大底板截面并配合植筋技术进行处理；⑤对于楼板、次梁类构件暂定不予加固；⑥经检测原地基土质均匀稳定，无需加固处理.3加固设计的分析对比3.1确定需要加固的结构构件(1)根据原结构设计文件（图纸、计算书）使用SATWE-8软件对原结构进行整体分析计算，取得改造前结构内力、配筋、位移等数据.(2)按照建设单位的改造要求使用SATWE-8软件重新模拟加层建模，其中一、二结构层的计算基本条件如构件截面尺寸、荷载标准值[2]、钢筋强度、混凝土标号等完全按照原结构对应条目执行；新增三、四、五层由于使用功能同原结构，故建模时亦按照第二层相关参数设计.经过整体分析计算取得相关数据.(3)通过对前后数据在结构内力、周期、层间位移、刚度、构件配筋等方面的对比分析，确定具体需要加固处理的结构构件.由于篇幅所限，具体过程不再赘述，下面列出需要加固处理的代表性的结构构件：①加层后轴压比超限的框架柱见：一层B/2柱；②加层后承载力不足的框架柱见：一层E/1柱；③加层后承载力不足的框架梁见：一层B/2/3轴梁段；④加层后承载力不足的独立柱基础见：B/2柱下独立柱基础.3.2结构构件加固设计3.2.1框架柱加固设计(1)对于加层后轴压比超限的框架柱：用增大截面法计算时，可根据规范公式计算，但是公式为五元高次方程组，求解比较麻烦，可根据模拟加层后的电算配筋结果进行试算.(2)对于加层后承载力不足的框架柱：用外包型钢加固法计算时，根据规范公式计算，但是公式为五元高次方程组，求解比较麻烦，可根据模拟加层后的电算配筋结果进行试算.(3)框架柱加固设计结果如图3所示.3.2.2框架梁加固设计对于加层后承载力不足的框架梁,用粘贴钢板加固法计算.以B/2/3轴梁段设计为例（图4）.3.2.3独立柱基础加固设计将原基础底板钢筋凿出，同新增底板钢筋焊接，新旧混凝土结合面构造植筋；增高第一步承台高度为400mm （图5）.①②③④⑤⑥⑦⑧7200720048008400468004800720072007200720072003000E DCB A①⑧46800a 加层后正立面图b 新增三、四层平面图19.50018.60016.50015.60014.70012.60011.70010.8008.7007.8006.9004.8003.9003.0000.9000.000新增主筋8准22原柱主筋附加连接筋，沿柱高方向间距500满布准12@500原柱60050050505050500600a 一层B/2柱截面加固示意图新增箍筋准10@1005003030原梁宽原梁宽3030500b 一层E/1柱加固截面示意图原柱M16普通螺栓结构胶植入原梁柱25厚M10钢丝网水泥砂浆防护层将原柱棱角打磨成10mm 半径的圆角待型钢构架焊接完成后灌结构胶处理柱加固等边角钢75mm ×6mm焊缝等边角钢50mm ×6mm 与柱加固角钢焊接15024600第1期赵磊：钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用57第11卷宁夏工程技术4加层改造验算4.1框架梁柱加固后截面刚度折算4.1.1框架柱截面刚度折算(1)轴压比超限柱.原柱截面b 0×h 0=500mm ×500mm ，混凝土等级C25，原框架梁混凝土的弹性模量E co =2.8×104N/mm 2，加固后截面尺寸为b ×h =600mm ×600mm.加固后柱截面刚度EI =3.024×1014，加固前柱截面刚度E 0I 0=1.458×1014，改造后截面刚度增幅为107.4%.改造后柱截面刚度增大很多，故验算时取柱截面为b ×h =600mm ×600mm.(2)承载力不足柱.对该类柱本文采用在柱四角粘Q345级等边角钢的加固方法.加固材料为型钢，与原柱材料不同，需要根据两者的弹性模量、截面几何参数进行等刚度折算，将加固角钢对原柱的刚度贡献折算成混凝土柱的截面高度.型钢加固后柱承载力和截面刚度可按整截面计算，其截面刚度EI ，可按下式计算[3]EI=E co I co +E a A a a 2a 2，式中：E co ，E a 分别为原柱混凝土和加固角钢的弹性模量；I co 为原柱截面惯性矩；A a 为加固构件一侧外粘角钢的截面面积；a a 为受拉与受压两侧角钢截面形心间距.加固用Q345∠75×6，E a =2.06×105N/mm 2，单肢截面积879.7mm 2，角钢形心距20.7mm ，则加固后柱刚度EI =1.459×1014.加固前柱刚度E 0I 0=1.458×1014，改造后截面刚度增幅为0.06%.经计算，改造后柱折算截面积A =272369.51mm 2，验算时取柱截面为b ×h =522mm ×522mm.4.1.2框架梁截面刚度折算对框架梁采用在梁顶或梁底粘Q235级钢板的加固方法.加固材料为钢板，与原框架梁材料不同，需要根据两者的弹性模量、截面几何参数进行等刚度折算，将加固钢板对原梁的刚度贡献折算成混凝土梁截面高度.钢板加固后梁承载力和截面刚度可按整截面计算，根据等刚度原则计算截面刚度EI .原梁截面b 0×h 0=250mm ×600mm ，混凝土等级C25，梁顶加固用Q235钢板截面为3mm ×250mm ；加固钢板的弹性模量E a =2.06×105N/mm 2，梁顶所粘钢板的截面面积为750mm 2.经计算加固后梁刚度EI =1.38×1014，加固前梁刚度E 0I 0=1.26×1014，改造后梁截面刚度增幅为9.5%.经计算，改造后梁折算截面积A =154770mm 2，验算时取框架梁截面为b ×h =250mm ×619mm.4.2加层改造后整体验算根据折算后的构件截面尺寸、模拟改造时的荷载重新建立电算模型，用SATWE-8进行结构整体计算，得出结构加层后的力学数据，其结果如满足《混凝土结构设计规范》[3]的相关要求，则表示加固设计成功，如不满足，则须重新进行加固设计直至满足为止.另外，抗震设防区还需根据《建筑抗震设计规范》[4]进行抗震验算前后数据的对比.轴压比对比如表1所示，结构自振周期对比如表2所示，层间位移对比如表3所示.由表1可知，改造后一层柱轴压比较模拟改造后均有不同幅度的减少，且均符合《建筑抗震设计规范》[4]第6.3.7条要求.说明改造后柱在地震作用下的变形性能较模拟改造后有所提高；改造后柱内力较模拟改造后均有不同幅度增减，这是由于改造后梁柱截面刚度增大导致内力重新分布的原因造成的.由表2可知，由于改造后梁柱截面刚度增大的原因，改造后结构自振周期小幅度减少，相应的地震影响系数有较小幅度增大，地震作用效应相对小幅增加.由表3可知，同模拟改造后相比，结构最大层间位移角均有小幅减小，这是由于改造后结构刚度小幅增加所致，且均满足《建筑抗震设计规范》表5.5.1的层间位移角限值（1/550）.4.3加层改造效果分析由上述对比分析结果可知，按照2.2节改造方图4框架梁截面加固示意图1200U 型箍梁底加固钢板梁顶加固钢板同加固钢板粘接12厚L 型钢板宽度同梁宽M14螺栓结构胶植入深度120mm 10mm ×50mm 扁钢U 型箍同L 型钢板焊接U 型箍间距200800b 支座节点详图a 框架梁加固示意图L 0L 1L 1框架梁框架中柱框架边柱梁顶结构胶粘钢板梁底结构胶粘钢板图5B/2柱下独立基础加固示意图加固前将原基础表面凿毛，凹凸高度不小于50mm新增基础C30混凝土原基础加固前将原基础底板钢筋全部凿出新增钢筋同原钢筋搭接焊接，搭接长度10d 双向准14@150300400100300300100-0.700-1.300-1.300-0.60058案对该分析检测中心进行加层改造后，同模拟改造后相比，结构有如下改变：①结构自振周期小幅减小；②结构层间位移角小幅减小；③结构刚度小幅增大；④构件配筋小幅增加.改造后同原结构相比，有如下改变：①结构自振周期大幅增加；②结构层间位移角较大幅度增加；③结构刚度较大幅度增大；④构件配筋较大幅度增加.综上所述，该建筑改造后整体性能较模拟改造后性能有小幅提高，但是同原结构相比有较大差异.改造后无论单体构件还是结构整体性能均能满足设计规范要求，改造在理论上是成功的.4.4经验公式探讨对本工程改造结果进行简单的数值分析（表4）可知，还可以简单地根据模拟电算出的配筋结果确定使混凝土框架梁、柱正截面抗弯承载力达到预期水平所需增加的钢筋截面积，按照等强代换的原则计算出所需加固钢板截面积即可.需要注意的是：考虑到加固材料同原结构协同工作二次受力的影响，加固型钢或钢板不能达到设计强度.实际设计时上述采用等强代换的原则计算出所需加固钢板（型钢）截面积还需要乘以1.3的代换系数.5结语该建筑于2009年改造完成至今，经过2a多的实际使用，未发现任何安全问题，改造效果良好，可认定为成功案例，通过这次成功的加层改造设计，积累了大量的设计经验.更重要的是验证了“模拟加层、整体分析、前后对比”的改造设计方法是科学合理的，是规范方法的补充和延伸，而且更具备可操作性.通过在实际工程改造设计中的应用研究总结出如下经验：(1)旧房加层改造设计时应根据具体改造要求结合现有加固方法，本着安全、经济、可行的原则综合对比确定具体加固方案.(2)在制定加固方案时，除考虑可靠性鉴定结论、加固内容及建设单位要求外，尚应考虑加固后建筑物的总体效应.如进行加层加固改造时，整个结构的荷载发生了变化，除了要把新增部分设计好外，还要对原结构进行整体承载力的验算，不能继续满足要求的构件要进行加固处理，以保证加固后的建筑继续正常使用.(3)进行改造设计前应充分做好前期准备工作：对原结构进行分析检测，以全面掌握其整体结构性能和构件性能，并为改造提供必须的原结构基础数据信息；原结构材料的强度要尽量按原设计取用，当没有原始强度资料时，要进行实测取用；对加固结构承受的荷载，应实地调查并结合设计图纸加以采用；表4柱(梁)代换系数计算柱(梁)号B/3柱A/2柱B轴/2-3轴梁段支座C轴/4-5轴梁段支座D轴/3-4轴梁段支座D轴/3-5轴梁段跨中改造前A0245419642079195019001140模拟改造后A1393639362551236322941520柱(梁)角钢面积A2/mm217602300750750750600代换系数A2×f sp（A1-A0）×f y1.221.211.141.301.281.14柱(梁)配筋面积/mm2注：Q345角钢强度f sp1=310N/mm2；Q235钢板强度f sp2=215N/mm2；HRB335钢筋强度f y=300N/mm2.考虑到加固材料二次受力影响导致其强度折减，代换系数取为1.3.表1改造后同模拟改造后一层柱设计内力对比表柱号A/1，A/8 A/2，A/7 A/3，A/6 B/1，B/8 B/2，B/7 B/3，B/6 B/4，B/5 C/1，C/8 C/2，C/7 C/3，C/6 C/4，C/5 D/1，D/8 D/2，D/7 D/3，D/6 D/4，D/5 E/1，E/8 E/2，E/7 E/3，E/6 E/4，E/5模拟改造后0.350.580.350.550.850.700.710.490.770.730.840.490.770.730.810.360.590.570.68改造后0.330.520.330.500.600.650.660.440.700.670.610.440.710.660.580.330.530.520.62模拟改造后1051.61517.51047.21454.22524.31868.71706.0754.11563.91657.42120.1791.11619.51659.91962.41063.31508.91289.21569.8改造后1011.71510.51011.91404.22511.71862.02127.6754.61567.61618.82028.2793.71631.01482.71849.51024.31564.31282.31558.0模拟改造后281.6298.5282.3288.7321.6395.3368.8355.8394.0363.7406.9367.0409.7364.8379.1286.0291.9336.2351.3改造后55.4275.955.1267.20.1374.9325.2337.9371.6351.7622.0350.1384.2381.8590.458.3270.3314.5330.3轴压比设计轴力/kN设计弯矩/（kN·m）表2模拟改造后结构自振周期与改造后结构对比振型振型1周期(平动振型)振型2周期(平动振型)振型3周期(扭转振型)模拟改造后0.98080.97470.8958改造后结构0.93080.92790.8591增幅/%-5.1-4.8-4.1表3模拟改造后结构最大层间位移角与改造后结构对比最大层间位移角X方向地震作用下最大层间位移角Y方向地震作用下最大层间位移角X方向风作用下最大层间位移角Y方向风作用下最大层间位移角模拟改造后1/5721/5841/36231/2193改造后结构1/5751/5891/39311/2429增幅/%-0.5-0.8-7.8-9.7第1期赵磊：钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用59第11卷宁夏工程技术A case study of adding layer of reinforced concrete frame structureZHAO Lei（CNMC Ningxia Orient Group Co.,Ltd.,engineering department ，Shizuishan753000，China ）Abstract ：Take the adding layer engineering of reinforced concrete frame structure in CNMC Ningxia Orient Group Co.,Ltd.for example,based on existing theory about adding layer,using SATWE -8software tool for calculation and analysis of mechanical properties change in construction reconstructed,retrofitting design method is brought forward to use in principles of “simulation adding layer,global analysis,around contrast ”，adding layer reconstruction has good effects,its science and practicability is verified,and reconstruction experience is accumulated.A “empirical coefficient ”has been gotten from analysis of calculated result,and it can be reused in similar structure reconstruction with the effect of reducing the computation workload and shorting design period.Key words:frame structure ；retrofitting of layer adding ；global analysis（责任编辑、校对王德平）工艺设备荷载和吊车荷载等应由建设单位提供；验算时用到的荷载均应符合现行荷载规范要求.(4)要整体分析结构改造前后在整体性能、构件内力及配筋等方面的差异，得出改造对原有结构产生的整体性能弱化、内力重分布等方面的变化规律.(5)针对需要加固的构件确定具体的加固方法进行加固设计.由于加固结构属于二次受力结构，在截面加固设计时应充分考虑加固材料的滞后应力、应变.另外在进行截面构造设计时还应考虑到二次组合结构的情况，充分做好新旧材料的锚固、拉结设计，最大限度确保同步受力.(6)根据加固截面设计结果进行结构整体验算，对改造后结构的整体性能、构件内力及配筋等方面重新分析，若结果满足相关设计规范要求，可在理论上认定改造设计成功，反之则需根据验算结果有针对性地重新调整加固设计直至满足为止.特别需要注意的是：结构构件改造后截面刚度均发生不同程度的变化，在进行整体验算时一定要充分考虑不同加固材料对原构件刚度的贡献，否则验算结果难以真实反映结构加固后的整体性能.(7)本次设计所采用的结构分析软件是中国建筑科学研究院PKPMCAD 工程部开发的《结构空间有限元分析软件SATWE-8》，也可采用ANSYS 等大型有限元分析软件.(8)加固设计方法有很多，实际改造设计中应注重方法的实用性，在实际工程设计计算中可以采用一些简化方法.例如：采用增大截面法对轴压比超标柱进行加固设计，可根据《混凝土结构加固设计规范》[1]第5.4.2节公式计算，但是该节公式为五元高次方程组，求解比较麻烦.在本改造工程中是根据模拟电算出的配筋结果进行试算，具体参见本文第4.4节相关内容.总之，文中采用的方法灵活应用了规范的规定且具有良好的可操作性，便于工程人员实际操作.参考文献：[1]中华人民共和国建设部.GB 50367—2006混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002：15-30.[2]中华人民共和国建设部.GB 50009—2001建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：5-20.[3]中华人民共和国建设部.GB 50010—2002混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002：45-62.[4]中华人民共和国建设部.GB 50011—2001建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：63.60。

大截面框架柱加固方法及案例分析一、引言工程质量是关系国家财产和人民生命安全的一件大事。

今年来，我国连续发生了几起重大的工程质量事故，引起了全国上下极大的关注。

1996年10月。

建设部组织召开了全国建设工程质量工作会议，对工程质量状况进行了全面分析，提出了关注工程质量综合治理的措施。

钢筋混凝土结构是当前应用最多的结构型式，若钢筋混凝土结构由于种种原因不能满足安全性、适用性、耐久性的要求，且经过建筑物可靠性鉴定为c级或d级的，必须进行补强加固处理[1]。

柱是建筑结构中的基本受力构件之一，气承载力的大小对结构的俺去昂适用起着至关重要的作用。

柱是压弯构件，受很大的轴力，这种受力状态决定了柱的延性较小，而作为结构的主要承载部分，柱子破坏将引起严重后果，不易修复甚至引起结构倒塌。

为此，在钢筋混凝土框架设计中，要控制梁柱的相对强度，使塑性铰先在梁端出现，尽量避免或减少柱子中的塑性铰【2】。

国内历次大地震中，有钢筋混凝土柱失效造成的震害是很多的。

我国也是个多地震国家，许多地区都处在地震区，在这些地区中，对建筑结构进行抗震加固，一级对震损结构的修补常常是结构工程师的主要工作内容。

在抗震设计和加固中，尤其要求对钢筋混凝土柱这一主要承重构件进行局部加强，使其满足有关承载力和延性要求，这就需要有一些行之有效的加固措施。

今年来随着高层超高建筑的兴起，大截面柱应用越来越多，本文结合钢筋混凝土大截面柱加固的工程实例，将其较为常用的加固方法进行对比分析，为今后这种构件加固及其进一步的研究提供参考【3】。

二、框架柱加固的特点及常用方法我国从50年代就开始了结构的加固处理，及时年来，国内许多混凝土结构的加固工程实例，积累了丰富的实践经验。

90年代初我国即颁布了《混凝土结构加固技术规范》（CECS25；9），总结了我国成熟的加固技术，适用于多种原因造成的结构、构件的补强加固处理，对推动加固技术的发展起到很大作用。

而无论从工厂应用还是从接结构理论上来看，柱的加固，近年来尤其是框架结构柱的加固，都是结构加固工程中一个十分重要的组成部分。

建筑结构加固设计工程实例分析摘要：随着我国经济的不断发展，建筑加固技术有了长足的进步，广泛地应用于社会生产实践中，成为了广大专家学者研究的热点。

本文主要介绍了建筑结构加固的主要原因、研究现状，并介绍了几种常用的加固技术方法，最后展望了建筑结构加固方法的发展趋势。

关键词：现代建筑；结构加层；加固设计；工程实例Abstract: along with the development of economy, strengthening technology building had great progress, widely used in social production practice, become the scholars research hot spot. This paper mainly introduces the structure of the main causes of the reinforcement, the research status, and introduces some common methods of reinforcement technique and the future of building structure strengthening methods development trend.Keywords: modern architecture; Add layer structure; Reinforcement design; Engineering example一、工程概况本建筑是集高级办公与星级酒店为一体的高层建筑,原设计为地下1层，地上15层，其中地下面积4180m2,地上面积42500m2。

原主体采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，抗震设防烈度为7度,剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为三级。

基础采用高强预应力混凝土管桩500，壁厚125mm, AB型.桩端持力层为砂土状强风化花岗岩,桩长约25米.单桩竖向极限承载力标准值为5000KN。

框架结构改造加固设计探讨在现代建筑设计领域，框架结构设计无论是在保障建筑安全还是在保证建筑外观形态方面都占有重要战略位置。

本文结合工程实例对框架结构楼改造加固设计进行探讨。

标签框架结构楼；改造；加固设计一、工程概况某工程为4层框架结构占地面积9960m2，总建筑面积4100m2，首层层高5.5m，其余各层均为5m，基础为400锤击预应力管桩。

原设计用作普通商场，楼面均布活载标准值为3.5kN/m2，现业主根据市场需求提出对2层局部进行重新布局，改变其使用功能，需将楼面均布活载标准值提高到 6.0kN/m2。

因活载大幅增加，经设计计算复核发现原结构设计承载力不满足要求，需对所有结构构件和基础进行加固处理。

二、楼板加固设计1、加固方案原结构楼板设计厚度为110mm，面层20mm，水泥砂浆抹面采用C25混凝土，I级钢筋结构尺寸及板内配筋如图1所示。

经技术经济分析，决定采用加大截面法对楼板进行加固，因该法投资较少，施工速度快且质量有保证，为使加固后的楼板整体受力，必须将原板面凿毛深约4mm，且每隔0.5m凿出宽30mm，深10mm的凹槽作为剪力键，洗净后浇筑40mm，厚的C30细石混凝土层使楼板厚度增至170mm。

2、荷载计算原楼板自重3250N/m2，增厚部分自重1000N/m2，即恒载q1=4250N/m2，活载q2=6000N/m2，总荷载q=q1+q2=10250N/m2，计算简图如图2所示。

3、内力计算各截面的总弯矩取值见表1。

4、截面承载力计算计算结果见表2，其中跨中截面h1=170mm，h01=155mm，支座截面h1=170mm原板中负筋有效高度h0=95mm，新配筋有效高度h01=155mm可见支座处MuMz，满足要求。

对于支座截面，后浇层处在受拉区，未出现钢筋应力超前现象，相反后补筋与梁中原配筋相比则存在应力滞后现象，因此对连续板支座处补配的受拉筋应力一般不必验算，整体加固如图3所示。

建筑结构加固改造工程实例分析随着社会的不断发展，许多建筑物由于使用功能的变化或结构老化等原因，需要进行加固改造以延长其使用寿命。

本文将以一个实际案例为例，对建筑结构加固改造工程进行详细的分析。

某建筑物为钢筋混凝土结构，由于使用功能发生变化，需要进行结构加固改造。

对原结构进行详细检测，发现主要存在以下问题：部分梁柱承载力不足，难以满足新的使用需求；针对以上问题，设计人员制定了以下加固改造方案：对底部楼板进行加固处理，采用钢板粘贴、碳纤维布加固等方法，提高楼板的承载力和抗裂性能；对梁柱进行加大截面、粘贴钢板或碳纤维布等加固措施，提高其承载力和延性；在建筑物的关键部位增加抗震构造措施，提高建筑物的抗震性能。

对原结构进行详细测量，确保加固改造方案的有效实施；根据具体情况选择合适的加固材料，如钢板、碳纤维布等；严格控制施工工艺，如混凝土浇筑、养护等环节，确保施工质量；在施工过程中，对加固改造效果进行实时监测，确保施工安全。

经过加固改造后的建筑物，其结构承载力和抗震性能得到了显著提高，具体效果如下：底部楼板的裂缝得到了有效控制，使用过程中未发现新的裂缝出现；梁柱的承载力得到了显著提高，满足了新的使用需求；建筑物的抗震性能得到了较大提升，在地震作用下表现出较好的整体性。

通过以上实例分析，我们可以总结出建筑结构加固改造工程的特点、难点和重要性。

加固改造工程的目的是延长建筑物的使用寿命，提高其安全性和稳定性；施工过程需要严格控制材料选用、施工工艺等因素，确保施工质量；加固改造工程的效果需要经过严格检测和评估，确保其达到预期要求。

随着科学技术的不断发展和进步，未来建筑结构加固改造工程将面临新的挑战和机遇。

一方面，新的加固材料和技术不断涌现，为工程实践提供了更多选择；另一方面，随着人们对建筑物安全性和稳定性的要求不断提高，加固改造工程将越来越受到重视。

因此，我们需要加强相关领域的研究和探索，推动建筑结构加固改造工程的发展和应用。

一、软土地基事故1、事故现象最常见的事故现象：①产生过量沉降(1) 杭州花园新村4号住宅（四层）下沉1.23m，基础为筏板基础，稳定后顶起。

(2) 武进芙蓉西周村三间三层农宅，下沉18cm，地基均为淤质土，稳定后重做地坪。

②产生严重不均匀沉降武进农机公司仓库，二层，底层为框架结构，二楼为砖混住宅，走廊有外立柱。

在原河塘填土上，一年后下沉，致使二楼住宅墙体产生45°大裂缝，宽16mm。

③房屋倾斜，严重者失稳倒塌。

2、事故原因绝大多数为承载力在80KN/m2以下的淤泥质软土引起的。

3、软土的特性①软土的形成：在静水或缓慢流水环境中沉积而成的饱和粘性土，型式有：(1) 滨海沉积——盐城外黄海滨，古时每年有上百平方公里湿地(长江黄河泥砂)沉积。

(2) 湖泊沉积——(3) 河滩沉积——常武地区是长江下游冲积平原，软土多。

(4) 谷地沉积——②软土的外观：灰色或深灰色③软土的特性及变形特点：特性：(1) 含水量大，甚至饱和达流限；(2) 强度低，一般≤120KN/m2；(3) 压缩变形大。

变形特点：(1) 沉降量大；(2) 初始沉降速度快，延续时间性长（10年～数十年）；(3) 沉降量与含水量成正比。

4、事故实例事例１：①常州冶炼厂，三层框架结构，库房柱倾斜。

(1) 一层砼柱浇筑完，拆模后，有6根柱上端偏离80mm多。

(2) 原因：地基下边有多个小块软卧层（地质钻探与设计不协同）。

(3) 处理：a、将砼柱吊移；b、挖去软卧层，浇筑C10砼至基底标高；c、重新把柱吊装就位。

② 翠竹111号房（住宅）房屋纵向出现竖向裂缝，基础圈梁下产生水平裂缝。

a 、 地基：表层有2～3m 的140KN/m 2的土层，3m 以下是20多米厚的淤泥质土； b 、 基础为筏板基础，上部为6层砖混结构的住宅；c 、 居住三年后，在距山墙外10多米处筑路、架桥，路、桥和住宅下边的地质概况是一样的。

在打桥桩及路基填土碾压干扰下，使111号住宅东端产生二次沉降，而中、西部未沉。

加固设计优秀案例加固设计是建筑工程中非常重要的一环，旨在提高建筑物的结构安全性和抗震能力。

下面列举了十个优秀的加固设计案例，以展示其在实际工程中的应用。

1. 案例一：某高层住宅楼的加固设计该住宅楼位于地震频发地区，经过加固设计后，采用了钢筋混凝土剪力墙和钢结构框架的组合结构，提高了建筑物的整体抗震能力。

2. 案例二：某历史建筑的加固设计该历史建筑是一座古老的城堡，在进行加固设计时，结合了传统的石材结构和现代的钢筋混凝土结构，保留了建筑物的原始外观，同时提高了其抗震能力。

3. 案例三：某桥梁的加固设计该桥梁在长期使用过程中出现了裂缝和变形等问题，通过加固设计，在关键部位增加了钢筋混凝土梁柱和加固板，增强了桥梁的承载能力和稳定性。

4. 案例四：某地下车库的加固设计该地下车库在建设过程中遇到了地下水位较高的问题，通过加固设计，在地下车库的墙体和地板上增加了防水层，有效防止了地下水渗漏，提高了车库的使用寿命。

5. 案例五：某办公楼的加固设计该办公楼位于海边，受到海水侵蚀的影响较大，通过加固设计，在建筑物的外墙和地基上增加了防腐层和防水层，提高了建筑物的抗腐蚀能力。

6. 案例六：某工业厂房的加固设计该工业厂房在使用过程中出现了部分结构破损的问题，通过加固设计，在厂房的梁柱和屋面上增加了钢结构和加固板，提高了厂房的结构稳定性。

7. 案例七：某学校教学楼的加固设计该教学楼存在部分墙体开裂和变形的问题，通过加固设计，在教学楼的墙体和楼板上增加了钢筋混凝土结构和加固梁，提高了教学楼的结构安全性。

8. 案例八：某医院手术室的加固设计该手术室在使用过程中要求有较高的结构稳定性，通过加固设计，在手术室的墙体和地板上增加了钢筋混凝土结构和防震设备，提高了手术室的安全性和稳定性。

9. 案例九：某体育馆的加固设计该体育馆在大型活动时需要承受较大的荷载，通过加固设计，在体育馆的梁柱和屋面上增加了钢结构和加固板，提高了体育馆的结构承载能力。

某框架结构厂房改造为医疗建筑加固设计分析陈磊发布时间：2023-07-28T04:59:51.967Z 来源：《工程建设标准化》2023年9期作者：陈磊[导读] 本文结合某既有三层钢筋混凝土框架结构厂房改造为医疗建筑的设计案例，针对原结构刚度不足的缺陷及改造后对抗震产品使用的要求，提出了采用支撑型金属剪切阻尼器的减震加固方案。

计算分析表明，通过采用减震技术和部分传统加固措施相结合的方式，对类似的医疗建筑进行加固改造是一种合理可行的方式央固工程科技（上海）有限公司上海 201112摘要：本文结合某既有三层钢筋混凝土框架结构厂房改造为医疗建筑的设计案例，针对原结构刚度不足的缺陷及改造后对抗震产品使用的要求，提出了采用支撑型金属剪切阻尼器的减震加固方案。

计算分析表明，通过采用减震技术和部分传统加固措施相结合的方式，对类似的医疗建筑进行加固改造是一种合理可行的方式。

关键词：框架结构；抗震加固；阻尼器0 引言随着我国数十年社会的高速发展，诸多城市的基础设施建设已在不断完善。

在发展经济同时，为更好满足人民需求，各类民生设施建设也越来越受到重视。

中共中央、国务院于2016年印发了《“健康中国2030”规划纲要》[1]，旨在推进健康中国建设，提高人民健康水平。

在此背景下本文结合某既有三层钢筋混凝土框架结构厂房改造为医疗建筑的加固设计策略分析，探讨了支撑型金属阻尼器在既有建筑医疗改造抗震加固中的应用。

1 项目概况本项目位于位于江苏省盐城市大丰区，原建于2018年，建筑面积为12041.3m2，建筑高度为20.3m。

主体结构为地上三层钢筋混凝土框架结构，基础采用桩基+承台基础，楼屋面板均为现浇板。

原设计为生产车间，属于标准设防类，建筑安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，结构设计使用年限为50年。

原设计抗震设防烈度为7度（0.15g），框架结构的抗震等级：按三级计算，按二级采取抗震构造措施。

主要框架柱尺寸为600x750，750x750mm，主要框架梁尺寸为300x850，300x1000mm，主要次梁尺寸为240x650mm。

实例分析房屋建筑施工结构加固技术的运用摘要：就目前来说，我国房屋建设项目不仅工程量大，而且造价成本高、建筑周期长，同时部分建筑工程的质量堪忧，给人们的居住情况带来了负面影响，所以建筑工程中的结构加固显得尤为重要。

建筑结构加固技术可以使房屋建筑结构坚固性增强，而且房屋的抗灾性能也大大增加，同时房屋的使用功能也有所提高。

我国人口多而密集，房屋建筑规模大，我们要认识到房屋建筑工程中结构加固技术的重要性，在房屋建筑施工中合理的选择相应的结构加固技术，不仅能够确保房屋建筑施工顺利开展，还能够保证房屋建筑的质量和安全。

本文将结合实例进行分析探讨。

关键词：房屋建筑；结构加固技术；重要性；措施一、房屋建筑施工中应用结构加固技术重要性伴随我国城市化和城镇化的迅速推进和落实，城市正在迅速扩张，规模也越来越大，因此就带动了建筑产业的迅猛发展，大量人力和资金涌入建筑市场，使得房屋建筑工程的各项施工技术得到了进一步的创新发展，而关系到建筑物安全稳定的结构性加固技术也得到了进一步的改进和优化，这就满足了人们对于房屋建筑的安全性方面的要求和条件，而对于建筑工程来说，建筑物的安全性能是处于首要位置的，缺乏基本的安全性，即使有再多的功能作用也无法给人们带来安全感和舒适感，而且一旦由于建筑物的整体结构框架的强度和稳固性较差，就会在使用过程中出现各类安全风险和隐患，比如房屋结构会出现变形，严重时会引发塌陷等严重安全事故，对人们的生命财产安全构成严重的威胁，因此要在施工中合理的应用加固技术的方法和手段来提高建筑结构的强度，确保其能够经久保持应有的强度和承载能力，进而维护整个建筑物安全稳定的良好状态，并且能够降低使用期间的维修保养的成本和花费，降低使用期间的安全风险系数，排除由于结构不经加固而导致的不稳定因素。

目前很多施工技术的应用方法更为规范和高效，能够在施工中起到关键的作用，加固技术也不例外，之所以要对建筑结构进行加固处理，并要严格按照设计要求和实际的施工需求，科学合理的使用加固方法和手段，就是为了提高房屋建筑的结构强度，保持建筑物稳固及维护人们的人身安全。