浅谈某商业楼结构设计

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摘要：本文对某一商业楼扩建工程设计过程进行了简要介绍，主要阐述了基础的加固及基础的沉降差问题，经实践证明，满足施工单位对加工图的深度要求。

关键词：建筑；扩建工程；结构设计；钢筋混凝土

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

工程概况：

本工程原为地下两层地下车库，地上一层（设计为地上两层），钢筋混凝土框架结构，98年建成。现在对原车库工程进行加层改造扩建。改建后，车库地上一层拆除，地上加建六层，同时车库东南侧新建地下一层、地上六层，与原地下车库及加建六层部分连成一个整体。

考虑到地基的承载力有限，为减轻结构自重、减少原车库基础及底层梁板地加固，设计地上部分采用钢框架结构，压型钢板非组合楼板。加建后地上总建筑面积11600平方米。 设计使用年限为50年，结构安全等级为二级，工程抗震设防烈度为八度，基本地震加速度为0.20g , 场地类别为III类，工程抗震设防分类为乙类,设计地震分组为第一组，地基础设计等级为丙级。

本工程设计主要特点、难点：（1）对原车库基础进行加固；（2）新增部分的基础及底层与原车库的基础底层可靠连接；（3）上部钢结构与下部钢筋混凝土的连接；（4）；控制新增部分的基础与原车库的基础的沉降差。

对原车库基础底的加固及新建部分的地基处理

原车库基础采用十字交叉梁梁筏基础，现地面加建六层钢结构，考虑地下室埋深修正后的地基承载力，原车库的基础面积能满足地下两层、地上六层钢结构的承载力需求。但原车库基础梁、板配筋已不能满足要求。因此采用叠合梁板对原基础梁板进行加固；先对车库基础顶的回填土挖除清理、冲洗，然后在原基础筏板面做120mm厚钢筋混凝土加固。对原基础梁在梁侧及梁面进行加宽加高。如附图1，同时在原筏板面植入抗剪栓筋Φ12@500。对原基础按新增加的梁板断面按上部六层荷载进行复核计算，同时考虑原基础梁板中已配钢筋的作用，按《混凝土加固设计规范》GB50367－2006进行设计配筋。梁侧做开口箍筋、新增钢筋与原砼连接均采用植筋法。植筋长度均按GB50367－2006规定确定。

图1基础梁加固做法示意

3、新增部分的基础与原车库的基础的沉降差问题

3.1须解决新、旧部分之间的沉降问题。已施工部分与新施工部分沉降存在不均匀性，在新、旧混凝土交接柱跨的跨中1/3范围内，设一1m宽沉降后浇带。后浇带混凝土须待两侧主体结构完成后两月才可进行浇筑。后浇带范围内，框架主梁的钢筋不断开；次梁的钢筋断开，焊接接头，每一截面内焊接接头的面积百分率不得大于50%，相邻焊接接头之间的间距应符合规范要求；板的钢筋断开。

3.2.须解决新、旧部分之间的交接问题。施工时要求先把外露接头钢筋调直、除锈，然后按原设计钢筋数量接长钢筋，施工时应注意控制同一截面钢筋接头面积百分率不大于50%。由于浇筑新混凝土时原混凝土已有一定的强度，新浇筑混凝土存在应力滞后现象，造成新、旧混凝土接触面抗剪能力差，因此设计时应充分考虑，对新混凝土的承载力进行折减。待交接部分混凝土浇筑并达到设计强度后，对交接跨梁进行抗弯和抗剪加固。

3.3新增部分基础仍采用十字交叉梁梁筏基础，考虑基础埋深修正后，天然地基可满足承载力要求，但考虑到原车库已建成10年多，沉降基本稳定，且地基承载力有一定地提高，这样新建部分的沉降要比原车库加建后沉降大，因此结合地质情况，对此部分地基采用水泥粉喷桩加固处理，以提高该部分地基土的压缩模量、降低基础沉降量。粉喷桩桩径500mm，桩距1500mm，桩长9m，梅花形布置。桩顶设200厚的级配砂石垫层。要求处理后地基承载力特征值不小于160kPa。目的期望新增加部分基础的沉降与原车库的基础的沉降基本接近。

3.4新建部分基础梁、筏板与原车库基础梁板连接均采用植筋法。考虑到新建部分与原车库间仍可能有沉降差异，因此两者之间设沉降后浇带。后浇带两侧的钢梁与钢柱连接的螺栓先不拧紧，待基础沉降稳定后再封闭混凝土后浇带、拧紧钢梁与钢柱连接螺栓。本工程新老基础以上+0.9m处设置了沉降观测点，施工过程中至沉降稳定两侧最大沉降差不超过10mm。

4、加建钢结构与原车库的连接

在底层采用外包式柱脚与原砼柱连接，同时对原砼柱在地下两层进行加宽加固，这样既保证上部钢结构与底部混凝土结构的可靠连接，又满足了因加层底部混凝土柱轴压比超限问题， 在二层钢柱底部加水平加劲板均设直径105mm的砼浇筑孔。新建部分在地下一层仍采用外包式柱脚与基础相连，考虑到外包式柱脚埋入深度及建筑美观设计要求，采用一层通高埋入外包。

由于车库底层有卫生间，考虑到排水要求，原车库增加了400mm的垫层，未加建部分由于置于室外露天，考虑停车，均增加了荷载，因此，车库底层梁板已不能满足承载力要求，需进行加固。设计中采用板面增加120mm厚钢筋混凝土板，以解决梁面、板面配筋不足及梁断面不足问题。 板底配筋在板厚增加120mm后，原板底配筋均能满足要求。按增加后的梁断面进行整体计算，梁底部分梁配筋不够，采用梁底粘钢板、梁侧加开口粘钢板套箍进行加固

同时考虑原梁板中已配钢筋的作用，按《混凝土加固设计规范》GB50367－2006进行设计配筋

由于抗震措施为9度，加之结构体型不规则，为满足结构整体刚度、钢框柱和钢框梁板的宽厚比要求，上部钢结构的钢框柱和钢框梁断面尺寸较一般工程 略大些。

6结束语：

加固、加层、扩建工程，从地基基础的验算、加固，新老混凝土构件连接处理，既可满足结构的受力又要切实可行便于施工。上部钢结构首次采用平面标注方法和标准节点图配套的表示方法，既简单明了，又满足施工单位对加工图的深度要求。

参考文献：

[1]国家标准《混凝土结构加固设计规范》 GB 50367- 2006

[2]国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011- 2010

[3]国家标准《钢结构设计规范》 GB 50017-2003

[4]行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-98