某历史保护建筑的加固改造设计与施工

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1、某历史保护建筑的加固改造设计与施工沈南生（上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司，上海，200041）【摘要】通过对某历史保护建筑加固改造项目的设计实例分析，对既有建筑结构加固改造的加固设计、加固方法、加固措施、加固措施的适用性等作了阐述并进行了深入的讨论。历史保护建筑的加固设计，需要有针对性的设计方案和施工方法综合考虑，应考虑安全，经济及可实施性。且与建筑的使用功能密切相关。通过对该项目完成后使用情况的检验，木项目加固改造的设计满足了业主有关改造，修缮，保护的要求，获得各方好评，总结所得经验为今后类拟工程提供有益参考。【关键词】既有建筑；保护建筑；抗震鉴定；老房修缮；抗震加固；加

2、固设计；加固方法，加固措施一、原设计工程概况该建筑建于1925年（见图一建筑效果图）。占地面积为4280平方米，建筑面积为22032平方米，原设计由鸿达洋行（C.H.Gonda牙利）于1924年设计，华商联益营造公司施工。上世纪五十年代例为上海市第一批优秀历史建筑、上海市市级文物保护单位，保护级别为市级。后续使用年限为30年，属于A类建筑。改造中需遵守全面地保存、延续文物的真实历史信息和价值；不改变文物原状等法定原则。木工程保护范围有外部重点保护部位为该建筑东、南、丙及北立面,内部重点保护部位为原始门窗、楼梯间及原有特色的装饰线脚等。二、建筑结构的现状介绍该建筑上部结构为钢筋混凝土框

3、架结构体系，地上六层，楼板为先交钢筋混凝土密肋楼板（见图二标准层结构布置图）。下部基础为柱下木桩加筏板，局部有钢筋混凝土地下室，木桩规格为250x250x5000mm。该建筑结构楼层存在楼层错层的不规则情况，整体抗震性能差，经多次改扩建，搭建荷载混乱，使部分荷载传递不合理，结构材料强度低（实测砼强度只奋C13和C15,钢材Q235,钢筋HPB235）、构件承载力严重不足，轴压比普遍大于1.0，最大轴压比2.71。梁板配筋少、截面尺T小、节点构造不能满足现行规范要求，及其他一些混凝土梁及板钢筋锈蚀、严重铁胀，钢梁梁底素混凝土保护层脱落，等缺陷。三、主要改造原则：通过本次改建加固，使该

4、建筑的抗震能力和结构整体承载力大幅提高，接近或满足现行规范要求。按照强柱弱梁，墙节点弱构件的原则对：1.改建加固前对现结构卸载。2.选择轻质建材严格控制改建加载重量。减小地震作用影响和避免产生建筑沉降。3.采取合理有效方法，提高框架柱，梁的承载力。4.合理布置抗侧构件，增设剪力墙，控制有害位移，提高结构整体抗侧能力。四、现有结构的基本分析该工程主要设计参数：建筑抗震设防分类：丙类；抗震设防烈度：7度，地震分组：第一组；建筑特征周期：0.9S（多遇地震建筑结构安全等级：二级；地基基础安全等级：二级；结构抗震等级:框架三级；设计基本风压:0.55kN/m2;地面粗糙度类别：C类。场地土类

5、别：上海市IV类。结构设计的使用年限:30年；荷载，材料强度略。计算根据建筑现状和改建结果，分别作了改动前后的结构整体分析，苏结果一方面作为原结构的不足部分加固设计依据；另一方面为0前的结构改建方案的实施，提供新旧对比数据分析，以判断哪些部分是原结构本身存在的不足，哪些是因为0前改建，造成的结构构件的不足。结构计算采用2010版PKPM系列软件，按考虑地震作用和不考虑地震作用两种工况进行整体计算分析：通过合理布抗侧构件，框架梁端加翼和柱加大截面的方法，等措施。结构刚度大大提高，框架粱超筋量大为减少，相应的加固工程量亦大为减少。从计算分析结果可以看出底层柱轴压比、结构弹性层间位移角等关

6、键指标接近或满足了现行规范要求。（分析模型参见图三）。图三五、结构加固设计及构造1.结构全面卸载：铲除多余楼板建筑面层，.该建筑楼面经历多次装修，累计的装修面层厚度180—65mm（总厚度普遍达280---300mm）。并拆除加建阁楼，进行楼面卸载。2.利用建筑隔墙位置，合理布置短肢剪力墙。该工程结构体系虽是框架结构体系，为了不让框架结构过早进入塑性阶段，合理的少量的布置短肢剪力墙，可以在框架结构屈服前增加一道防线，使框架体系遭遇地震作用时，更安全更奋效。3.框架柱，从基础开始，采用外包钢筋混凝土增大柱截面方法，进行加固。该方法的好处就是可以结合梁柱节点处设计的梁加翼，将后续荷载奋效

7、传入基础，减轻原有柱的荷载作用。同时，外包混凝土又对原柱的混凝土起到了三向约束作用，提高了原有柱的承载力和延性。也提高了结构的整体刚度。柱的加固采用加大截面法，参见图四。图五梁的加固4.增设框架梁端的梁翼。利用梁底和吊顶空间，在粱端加翼，使梁的有效计算跨度明显减小，直接减小了梁的跨中和支座内力，亦即提高了粱的承载能力。梁翼内力直接传入外包柱混凝土。梁的加固，参见图五。梁柱节点做法，参见图六图六梁柱节点加固图5.提高楼层整体刚度，利用建筑面层高度整浇钢筋混凝