某科技培训中心结构托换改造设计与施工
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该文已发表在第十届全国建筑物鉴定与加固改造学术交流会论文集 出版社：合肥工业大学出版社
张 江
（北京正邦兴业建筑技术开发有限公司， 北京， 100083）
摘 要：某科技培训中心为改善会议室使用功能要求，需拆除6层楼11-E、13-E轴的2根柱子。本文重点介绍体内预应力加固技术的应用，保证了结构的整体性和安全性，并综合考虑了节点、外装饰立面等各方面要求。
关键词： 结构托换；补强加固；功能改造；预应力；设计与施工
1 工程概况
某科技培训中心6层楼，建于1993年，为7层（局部6层）全现浇混凝土。结构平面总长53.20m,总宽15.60m。为满足在结构6层会议室的使用功能要求,现需要取消该层11-E和13-E，2根框架柱。对将6层顶板11轴、13轴框架梁进行加大截面。同时将6层的5根边柱子加大截面和粘碳纤维加固。从下图可以看了在中间有2根框架柱，影响了会议室的整体效果。由于改变原来的使用功能，使原结构的跨度变大。待加固完成后再拆除6层11-E、13-E轴的2根柱子。
2 加固设计结果
根据工程的实际情况建模计算最终确定加固方案如下：
2.1 11、13轴框架梁原设计
截面b×h=400×600mm，加固设计增大至b×h=800×1100mm。原梁截面的2侧各增加200mm，上、下各增加300mm、200mm，截面四周外包混凝土中配纵向钢筋、箍筋与钢绞线预应力筋。11、13轴上框架边柱原设计b×h=500×600mm，加固设计增大至b×h=800×750mm。原柱截面侧面各增加150mm，截面三周外包混凝土中配纵向钢筋、箍筋。
2.2 预应力设计技术方案
根据承载力极限状态，计算公式如下；
N≤Nu=fpy+fyAs(N)
N---轴向拉力设计值(N)
Nu---构件截面所能承受的轴向拉力设计值(N/mm2)
fpy----预应力钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2)
fy-----非预应力钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2)
计算结果，每侧”贴梁”内需配10根1860级钢绞线（10-φ7J5），支座截面上/下纵向普通筋4417 mm2，跨中截面纵向普通筋1760 mm2。
1）在11、13轴框架梁2侧”贴梁”宽度内,对称配置无粘接预应力钢绞线曲线筋,2端使用组和排孔钢垫板(厚度22 )和单孔挤压.夹片锚具,一端张拉工艺,梁端钢垫板后配钢筋网片。锚具位于粱端内，封端后结构外观同原结构设计外观。
2）在配筋计算中，11、13轴预应力框架梁的抗裂控制标准为二级，计算边界条件按结构实际情况确定。在梁的张拉反拱，最带挠度中，合理考虑弯曲变形对顶层的不利影响。
3）在11、13轴预应力框架梁完成张拉施工后，再切清除11-E、13-E轴的2根柱子
3 加固改造施工
主要施工内容包括：砌体结构拆除、植筋、粘碳纤维、新增框架梁体内预应力，浇筑C40自密实混凝土、水钻切割及其它辅助工程等。
3.1加固改造工程总体施工流程：施工准备（材料进场、外脚手架搭设）--卸荷（拆除6层顶面女儿墙、地面防水层等）-- 楼板支撑（对需加大截面的2根梁2侧采取满堂红脚手架支撑）--拆除需加固柱子2侧的砖墙及双玻窗--柱子加固（对支撑需加固2根梁2端的柱子进行增大截面加固，浇注自密实混凝土、柱子粘碳纤维加固）--加固梁（剔凿需加固梁上的楼板，植筋、绑筋、支模、浇注自密实混凝土）--拆除柱子（用水钻静力拆除）--拆除内脚手架、模板及支撑 --恢复原结构（原砖墙、屋面女儿墙等）--检查验收。
3.2无粘结预应力混凝土施工工艺工艺流程：施工准备--梁、板模板支搭--非预应力下钢筋铺放、绑扎--无粘结预应力筋铺放、端部节点安装--非预应力上钢筋铺放、绑扎--无粘结预应力起拱、绑扎--隐检验收--混凝土浇筑及振捣--混凝土养护--张拉--端部处理。
4 本工程加固技术建议
4.1为避免11、13轴框架边柱上端截面外侧出现宽度超过规范限值要求的裂缝，在现有外包混凝土截面内，在现有基础上适当增大纵筋截面，并辅助进行最大裂缝宽度计算。
4.2在11、13轴框架梁的剔凿顶面，增配2列交错的短钢筋“剪力销”（界面构造配筋）。剪力销”使用14的螺纹钢筋制作，长度200，间距400 mm，一端稍磨出锥面。安装时使用的钻孔直径Φ14，深度100 mm，通过锤击砸入钻孔内，外露长度100 mm。
4.3在切除11-E、13-E轴的2根框架柱前，柱的周围应设可预受力支撑，以卸除框架柱承受的竖向荷载。支撑上，下应位于对屋面梁。楼板梁的宽度范围内，以免损坏楼板。
参 考 文 献
[1]混凝土结构加固设计规范GB50367-2006 [S].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[2]建设工程预应力施工规程CECS180:2005 [S].北京:中国计划出版社，2005.
[3]混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 [S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[4]带肋钢筋套筒挤压连接技术规程JGJ108-96 [S].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[5]无粘结预应力混凝土结构技术规程JGJ92-2004 [S].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[6]预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-2002 [S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[7]预应力钢结构技术规程CECS212:2006 [S].北京:中国计划出版社，2006.