摘要：某办公楼在原结构基础上加建二层，通过现场结构布置、构件截面、配筋、房屋倾斜及完损等检测，结合抗震性能评价，综合评估改造后房屋抗震性能，并提出相应的处理建议。
1.项目概况
某办公楼原结构于2008年设计施工，2009年建成，建筑面积为1732m2，房屋高度为7.30m。建筑平面近似矩形，东西向长16.50m，南北向长40.55m，室内外地面高差300mm，女儿墙高度500mm。主体为框架结构，楼屋盖为现浇板。原设计抗震设防要求丙类设防、7度，原抗震等级为框架三级。
2.建筑结构设计调查
房屋为地上二层建筑（无地下室），房屋南北向两边设缝分开，缝宽100mm，一层、二层层高均为3.50m，主要用作办公室、会议室、储藏室等。根据结构设计图纸，房屋结构体系为钢筋混凝土框架结构。横向（东西向）柱距为8000mm，纵向（南北向）主要柱距为4000mm、8000mm，为双向框架结构；楼面、屋面采用现浇混凝土楼板（主要板厚为130mm、150mm）。-0.050m标高处部分区域设置架空层，其它区域采用填土压实。主要框架柱截面尺寸为400mm×500mm等；主要框架梁截面尺寸为300mm×500mm等；基础梁（-0.050m标高处）主要采用240mm×170mm等。混凝土强度均为C30，主要钢筋等级为HPB235与HRB335。
根据房屋结构竣工图纸，房屋采用桩基础，承台下布置直径为300mm的预应力混凝土管桩，桩长19.5m，总桩数为135根，主要有两桩承台、三桩承台、四桩承台等，承台间设拉梁。管桩做法采用《预应力混凝土管桩》03SG409，桩顶标高为-1.950m，单桩设计承载力为480kN，桩端持力层为第⑤2a层。
该楼桩基持力层为第⑤2a层，该层为灰色粉砂层（饱和、中密、中等压缩性土），土的物理力学性质较好，在拟建场地内分布较稳定，层顶埋深在20.0m左右，层厚约5.0m，强度较高，可作为桩基持力层。
3.现场检测
在收集与调查原始资料的基础上，对该楼进行检验、检测、测量。具体情况如下：
3.1建筑、结构布置复核
现场采用激光测距仪对房屋部分轴线尺寸进行检测。实测结果表明：房屋轴线尺寸与设计值偏差在-2mm～+10mm范围内，轴线尺寸基本满足施工验收规范要求。
3.2构件截面尺寸检测
现场采用钢卷尺、楼板测厚仪抽样检测房屋部分柱、梁截面尺寸，梁高按板底以下高度实测值加实测板厚计算，检测结果见表1。检测结果表明：房屋柱、梁截面尺寸偏差在-2mm～+8mm范围内，所测柱、梁截面尺寸均满足施工验收规范要求。
3.3构件配筋检测
现场采用钢筋探测仪抽查房屋部分混凝土构件的钢筋数量，采用钢卷尺检测钢筋间距，凿开保护层采用游标卡尺测量钢筋直径，检查构件包含柱、梁构件。检测结果表明：房屋梁柱主筋规格、数量以及箍筋规格均符合设计要求，柱箍筋间距与设计值偏差在-10mm～+15mm之间；梁箍筋间距与设计值偏差在-5mm～+28mm之间，基本满足施工验收规范要求。
3.4材料检测
现场采用回弹法分别对房屋柱、梁的混凝土抗压强度进行了抽样检测，并采用钻芯法对构件的混凝土抗压强度进行修正，检测结果见表2～表3。检测结果表明：所测框架柱、梁混凝土设计强度等级均为C30，实测混凝土抗压强度推定值在30.5MPa～32.6MPa之间，均符合设计要求。
3.5房屋倾斜测量
本次检测对房屋整体倾斜进行了测量，通过测量外立面不同转角处的外墙阳角竖向棱线倾斜度，来衡量房屋整体变形。由于房屋的施工不平整等原因，会对测量结果有一定的影响，故测量结果中含有施工误差。现场采用全站仪测量了房屋外墙7个角点的棱线倾斜度，测量结果表明：房屋倾斜率最大点向西偏2.47‰，满足国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011中关于多层和高层建筑物的整体倾斜Hg≤24m时容许倾斜值为4‰的要求。
3.6房屋完损检测
现场对该楼的完损现状进行了检测。根据现场勘查，房屋主要存在楼板及砌体隔墙粉刷层开裂、脱落、渗水、屋面防水卷材老化、室外地坪与房屋脱开等损伤。
4.抗震性能评价
根据加层方案，拟对该楼在原结构上基础上加建二层，建筑结构布局等参照原房屋设计。
4.1抗震措施鉴定
根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的要求，按照丙类抗震设防标准、7度抗震设防烈度进行抗震措施核查，从结构体系、整体性连接、规则性要求、构件截面尺寸、配筋要求及材料强度等方面，对房屋进行抗震措施鉴定分析，通过核查，该楼（框架结构、丙类）的抗震措施不满足项为：①北侧建筑Y向为单跨框架，不满足抗震规范（第6.1.5条：高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构）；②楼梯间填充墙未采用钢丝网砂浆面层加强，不满足抗震规范第13.3.4条的相关规定。
4.2抗震承载力验算
4.2.1荷载取值
楼面恒荷载：楼板自重+1.50kN/m2；屋面恒荷载：屋面板自重+3.0 kN/m2（不上人）；
风荷载：基本风压值取0.55kN/m2(五十年一遇)，C类粗糙度，体型系数1.3。
活荷载标准值：办公室、会议室：2.0kN/m2；储藏室：5.0kN/m2；走廊、门厅、盥洗间：2.5kN/m2；
楼梯间：3.5kN/m2；上人屋面：2.0kN/m2；其余荷载均按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012取值。
4.2.2计算内容和要点
根据该楼竣工图纸、加层方案和本次部分检测结果，依据相关规范，对房屋进行抗震承载力和变形验算，计算分析采用PKPM系列软件进行。房屋主要计算信息：7度(0.1g)、丙类抗震设防、框架三级；混凝土强度等级取设计值C30（容重25kN/m3）；主要受力筋采用HRB335级；本次加层四层梁板结构采用原二层梁板结构布置、屋顶层梁板结构采用原屋顶层梁板结构布置，框架柱截面尺寸与原结构保持一致顺延二层，建筑布局采用现有建筑功能进行荷载布置。计算分析部分模型见图1～图2。
（4）构件配筋验算
按照房屋加层考虑的结构，对房屋进行建模计算和分析，经校核，原结构构件存在部分实配钢筋不足的情况（实际钢筋与计算配筋对比）。
4.3地基基础抗震鉴定
本次拟在原二层建筑基础上增加二层，经计算复核部分两桩承台（3/E轴、4/E轴、3/A轴、5-8/A轴）下基桩承载力不满足计算要求。建议改造设计单位在深化设计阶段应进一步进行详细的地基基础验算，以确保房屋地基基础满足改造的需要。
5.处理建议
（1）建议对楼梯间填充墙采用钢丝网砂浆面层进行加固处理。
（2）建议根据后续加层方案详细计算后，对原结构（一层～二层）框架柱、梁实配钢筋不足的情况，采用粘钢法、粘贴碳纤维布或增大截面法等方式进行加固处理。
（3）根据本次改造方案，针对办公楼南北侧最大扭转位移比均接近限值、侧向刚度不满足规范限值要求的情况，建议通过加固处理调整结构的平面及竖向刚度分布；同时对于北侧建筑Y向采用单跨框架结构形式的情况，建议增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施或将对应轴线的单向框架改为多跨框架，改善其整体抗震性能。结构进行整体加固处理后，应按照现行抗震设计规范要求控制其各项性能指标。
（4）后续加层设计时应选用合适的连接构造措施等使得新旧框架柱正常工作并符合计算假定要求；同时对于加层改造过程中涉及到的拆除作业，建议制定合理施工措施，避免对原结构造成损伤。
（5）建议改造设计单位在深化设计阶段应依据原勘探报告进行详细的地基基础验算，使其满足加层改造后承载力及变形要求，同时在改造施工过程中，建议在房屋四周设置监测点，对其变形进行监测。
（6）建议对该楼的损伤情况进行妥善维修处理，以提高结构耐久性，保证房屋正常使用功能。
参考文献：
[1]建筑结构荷载规范：GB 50009-2012
[2]混凝土结构设计规范：GB 50010-2010
[3]建筑抗震设计规范：GB 50011-2010
[4]建筑工程抗震设防分类标准：GB 50223-2008
[5]混凝土结构加固设计规范：GB 50367-2013
[6]地基基础设计规范：DGJ08-11-2010
论文作者:王倩男
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/14
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