某综合楼扩建改造设计

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摘要：本文以某综合楼改扩建为例，详细地介绍了改扩建工程设计中结构方案的选择，新老结构连接处理的构造措施。

关键词：多层框架结构扩建； 方案选择； 新老结构连接构造处理

中图分类号：TU746.3

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2008）08-0181-02

1前言

随着城市建筑业的发展和人民生活质量的提高，越来越多的旧建筑已不能满足其发展需要。那么如何解决这一问题呢?就成了设计人员义不容辞的责任。根据我国目前的国民经济情况，扩建改造是解决这个问题的最现实、最合理的重要途径之一。与新工程相比，扩建改造工程是一项技术性很强的工作。它最大的一个难点就是结构方案的选定及新老结构的连接及处理。

本文通过笔者在工作中遇到的一个扩建改造工程实例来浅谈一下对框架结构扩建改造中结构方案的选择及新老结构的连接处理措施。

2工程概况

某综合楼是1988年建成的六层框架结构房屋，一层层高4.2m，其余各层为3.3m。⑦轴以西为锯齿形平面。锯齿形平面最大距离为1.80m。(详见图1)该工程地震烈度为六度，抗震等级为四级，安全等级为二级。

原自然地面下3m为回填土。7m左右为风化亚粘土层，所以基础采用Φ350混凝土沉管灌柱桩，桩尖进入风化亚粘土层，单桩承载力标准值为240kN。原来⑦轴框架柱下的桩基采用的是十二个桩，承台为3.85×2.8m且承台外边缘已到⑦轴外2.13m处(见图2)

原建筑结构所用材料：(1)混凝土：承台采用C25，桩、梁、板柱采用C20。

(2)钢筋：Φ为I级钢fy=210N/mm2，Φ为II级钢fy=310 N/mm2。

(3)砌体：所有外墙均采用240mm普通粘土砖眼砌，内墙采用180mm粘土砖。

由于该综合楼业务逐年扩大，原综合楼已不能满足其现在的使用功能要求，建设方考虑到目前的实际情况：资金短缺，综合楼的办公人员及设备无法临时安置，最重要的是此楼所处位置为黄金地段。决定在西边非临街面⑦轴以西将原1.8m宽锯齿形平面拉平扩建成2.36m宽，作为病房和办公用房的卫生间及阳台，用以改善病人的就医条件和办公条件。(见图1)

3结构方案的选择

根据建设方对综合楼扩建改造后的使用要求，笔者仔细查看和了解了场地情况，发现现场场地狭小，施工不方便，基础无法进行大开挖。因考虑到这次扩建部分面积较小，此次扩建的宽度与原承台边仅相差230mm，为了能够为建设方节约资金，笔者选择利用原有基础的方案，也是为了加快扩建速度，使其尽快发挥经济效益。本工程结构方案的选择，关键在于怎样充分利用原有基础，使原有基础能够满足扩建后的安全使用要求，为了减少原有桩基的轴向力，通过与甲方协商，将A-E轴×⑦-⑩轴原框架梁上的180mm粘土砖改为轻质隔墙。而在扩建部分即⑥-⑦轴考虑两种不同的方案：

第一种方案为砖混结构，所有墙体均采用240mm普通粘土砖，层层设圈梁。原有三角形楼板、墙及梁全部打掉改用100mm厚现浇板，此方案造价便宜，施工速度快，但增加的荷载相对较大。

另一种方案采用框架结构，所用墙体材料均采用容重为7.5kN/m3的加气混凝土砌块。新增板同样采用现浇板，板厚为100mm，此方案相对砖混结构造价稍高，施工速度慢，但新增加的荷载相对较小。经过两种方案仔细的计算比较，承台的抗冲切均能满足新设计要求，但第一种方案因荷载较大，对原有基础产生一个较大的偏心

4基础的设计

因扩建部分的宽度比原设计的基础承台边宽出230mm，所以⑥轴线上的框架柱必须通过B C D E轴线上的挑梁抬，又因为这次扩建所增加的荷载都在⑦轴线的左边，致使原基础产生一个较大的偏压力。如何解决这个偏压力对原有基础产生的影响，如何加强基础的整体刚度，如何使新结构与老承台有可靠的连接，这又是本工程所面临的必须解决的又一个关键问题。笔者采取的设计处理措施是：在⑥轴线和靠近⑦轴线框架柱-0.150m的标高处沿纵向各设一根250×350；上下各配2Φ16 Φ6@200的拉梁，在原有承台上沿横向各轴上设一根500×550断面的地挑梁，并在⑦轴以西原承台范围内，标高-0.150m以下现浇叠合承台。为了保证新旧承台整体联结共同工作，采用在原有承台内植入Φ16@500的钢筋，下端进入原承台内，上端进入叠合承台内，并将新老承台接触面凿毛。这样处理的目的不仅减小偏心距，增强新梁新柱与老承台的连接，同时大大的加强了基础的整体刚度(见图3)。

5上部结构设计

作为扩建改造工程，上部结构所用砌体材料及新老结构的连接也非常重要，本工程所用砌体材料为:外墙及轴线 BCD E轴线上的墙体都采用加气混凝土砌块，容重为7.5KN／m3，其余⑦-⑩轴×A轴-E轴范围内的新加墙体隔墙均采用轻质隔墙面密度为1KN/m2。扩建建筑的框架及水平方向的楼板是后建的，尤其框架宽仅2.36m，最高达20.70m,其单独受力亦是十分不可靠的，必须将它与旧建筑真正紧密地连在一起才可以既保证建筑物自身的安全可靠，同时又为原有建筑提供加大整体刚度和抗震能力的作用。本人认为仅靠一般的常规做法：在老结构的梁柱内植入钢筋与新结构的构件焊接的方法不太可靠，这次笔者所采用的处理措施是：除了用植筋的方法将新老构件焊接外，另将原有锯齿形内的梁板混凝土打掉，保留其钢筋，然后将保留的钢筋分别锚入贴近⑦轴新增的边梁和框架柱内，使其能够紧密地与旧建筑贴紧，真正形成一个空间整体作用效果非常好的建筑，从而提高旧房屋的整体抗震性能。

6结束语

象这类扩建工程，是一项复杂、艰巨、细致的技术性很强的工作，在设计过程中，必须注意收集和翻阅原有建筑物的结构资料和了解现场情况，在决定原有建筑物的结构改建方案前，首先应明确工程所要解决的一些疑难问题和重点问题，通过各种方案比较，进行方案优化，最后进行深入细致的改建结构设计。改扩建工程设计中的新老结构的连接处理也十分重要。处理措施应能保证新建筑物自身的安全可靠，同时又为原有建筑提供加大整体刚度和抗震能力作用。提高结构的安全度，并为建设方大大节约资金，提高经济效益。

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”