单层及多层厂房的结构改造设计

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1、单层及多层厂房的结构改造设计　　摘要：本文结合工程实例，对原有单、多层厂房改建为多层商业办公楼的改造设计进行较为系统的总结，详细阐述了基础和上部结构各设计阶段的主要受力特性、设计与计算，以及设计和施工中的主要技术问题。　　关键词：结构改造；粘贴型钢加固法；粘贴碳纤维加固法　　　中图分类号：TU27/279　　文献标识码：B　　文章编号：1008-0422(XX)04-0133-04　　　1引言　　　近年来，我国的建筑发展迅速，建筑占地与土地资源不足的矛盾也日渐明显，旧建筑的改造利用就成为当前一种较好的解决方式。在

2、旧建筑的改造建设中，由于受场地、原有建筑功能、层数的增加、原有结构及新旧规范等诸多因素的影响，在改造工程的设计中，出现了竖向作用和水平作用增大，导致原有结构构件的承载力不足和结构整体刚度的不均匀。同时，由于新旧构件的材料和强度的不同，新旧构件的连接因此也成为工程改造中的一大关键技术。　　　2工程概况　　　本工程位于上海市卢湾区，为一机械制造厂，建于80年代中期，原建筑共有四个单体。现因甲方需要，将四个单体通过走廊连接为一个商业使用的整体。2＃与3＃楼不改变原有建筑的使用功能，主要是1＃与4＃楼的建筑功能改变较大，

3、其结构也就相应做了较大改造。　　1＃楼原为多层框架结构厂房，其中⑴～⑺轴为四层，层高自下而上分别为8m、、、；⑺～⑽轴为三层，层高分别为、、，原有楼面结构设计活荷载均为12KN/m2。现根据建筑功能需要，在⑴～⑺轴标高处增设一个楼层，在⑺～⑽轴、处各增设一个楼层。　　　4＃楼原为单层排架结构厂房，建筑高度为，净高为，厂内设有一台10T吊车，柱间设有两道支撑。现根据建筑功能需要，将原有建筑改造成五层办公楼，层高分别为、、、、。根据原有结构情况，现设计考虑与原有结构脱开，在原有建筑内新建一个四层框架结构。　　3基础结

4、构改造设计　　　1＃楼原设计采用450×450桩基础，设计承载力较大，经过整体计算之后，新增加夹层后的结构能满足现有规范要求，基础承载力和沉降变形也能满足现有规范要求。另外，考虑到原有在1＃楼的(1~10)轴外设置了一个室外平台，根据建筑的要求，需要将平台与1＃楼进行连接。在进行结构设计时，如果将室外平台层的梁直接与(1~10)轴处的柱子连接将会对1＃楼整体结构产生影响，同时对室外平台也不利。鉴于此，结构设计是在(1~10)轴处另外增加了一排室外平台框架柱。经计算，原有桩基础有较大富余，对原有基础影响很小，同时又

5、解决了上述矛盾。　　4＃楼原有基础采用天然条形基础，由于在原有建筑内新建一个四层框架结构，如采用天然基础，则基础沉降不能满足现有规范要求，且对原有基础会产生很大的影响。根据施工现场和经济技术等条件，现设计采用桩筏复合基础。桩采用静压锚杆桩，施工时采用逆做法施工，即待基础筏板和上部两层施工完毕后再进行锚杆桩的施工。这样既能缩短施工工期，又能满足结构设计要求，为整个工程项目创造了很大的经济效益。4＃楼的筏板采用500mm厚，锚杆桩采用250×250，桩长为20m。平面布置。内部四层框架结构承载力较大，在边缘处又受原有

6、建筑结构空间的影响，因此，筏板在边缘处的柱抗冲切难以满足要求，在设计中增设了筏板的抗冲切钢筋。　　　4上部结构改造设计　　　＃楼结构加固处理　　1＃楼原为一机械加工厂，原设计为框架结构，楼面活荷载均较大。经有关检测单位鉴定，原有结构的柱砼强度等级为C18，原有结构在设计中按照6度设防要求考虑。改造后须作为办公建筑，现根据建筑功能布置需要，增设一夹层，同时在12m的跨中不得设置砼柱。依据现有建筑功能布置，现设计采用了PKPMXX年3月版本的软件进行了整体计算，经计算分析，原有结构的位移、配筋量、刚度等参数均能满足现

7、有改造结构的要求，但是原有结构的构造是按照当时的规范要求进行设计的，未能满足现有规范的要求。主要有以下两个方面：一是原有柱无箍筋加密区；二是在增设夹层处上下无箍筋加密区。现设计综合经济和技术多方面的考虑，柱采用了外粘型钢加固法。这样既能满足结构　　构造要求，同时又能满足节约经济的要求。　　在1＃楼新增加的夹层处，由于跨度较大，见图1，若采用混凝土结构，则梁断面很大，对建筑的净高会有很大的影响，对原有砼柱的影响也很大，而且与原有砼柱难以连接，原有结构的整体性将受到很大影响。现设计采用了钢梁与压型钢板-现浇混凝土楼板

8、组合结构，钢梁与原有柱采用铰接连接。根据现有规范规定，与原有混凝土柱采用后锚固连接时，其混凝土强度等级必须高于C20。鉴于此实际情况，钢梁与原有柱连接采用了增设砼牛腿，同时在牛腿及其上下各800mm处采用粘钢加固，以增强其抗震变形能力。　　牛腿设计在本工程的设计中也是一个不容忽视的。在设计中，考虑到牛腿处水平方向受力相当于一个悬臂构件的受力，在牛腿处的水平植筋就必须保证能