谢宗帅
上海建筑设计研究院有限公司海南分公司，海南 海口 570100
摘要：随着我国经济建设和精神文明建设的不断发展，我国的建筑行业也如雨后春笋般拔地而起，人民对建筑空间的使用要求也不断变化和提高，往往新建的建筑过了几年或十年八年原来的建筑就不能满足人民的使用要求，这时如果把原来的建筑全部拆除后重新建造则会造成太大浪费，为了减少不必要的浪费，同时缩短工期，就需要对原有建筑进行改扩建加固设计。现根据个人曾经做过的“临高县人民医院传染病综合救治能力提升项目”（以下简称“本项目”）改扩建加固项目设计过程需要注意的问题进行一些总结与大家分享。
关键词：基础避开；改造加固;碳纤维加固;增大截面法加固;
中图分类号： 文献标识码：
一、项目概况：
1、“临高县人民医院传染病综合救治能力提升项目”基地坐落于海南省临高县民生路北侧,本项目为对已建传染病房楼（3层+1层构架层，建筑面积为2506.36平方米）改扩建实施，拟改扩建后的建筑为4层+1层构架层（通过150mm抗震缝分为两个结构单元，1#为原有建筑3层+1层构架层改扩建为4层+1层构架层，2#为紧挨着1#原有建筑新建的建筑），建筑高度:15.900m(室外地坪至屋面)。
2、本工程抗震设防烈度为7度（0.15g）,设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地，本项目为医院用房，为重点设防类（乙类），框架抗震等级按规范乙类建筑要求提高一度采取抗震等级为二级；1#原有建筑建设完成时间为2012年，基础为独立基础，基础埋深3.5米，以②粉质粘土层作为持力层，地基承载力特征值fak=150KPa,原来建筑已经按乙类建筑的要求采取相应的抗震等级和抗震措施（抗震等级二级）；1#原有建筑改造后使用功能和隔墙布置已经完全改变，部分楼板活载加大。本项目计算软件采用YJK计算软件。
二、改扩建设计：
1、按规范要求改造加固项目设计前必须由甲方委托具有相关资质的检测单位对原有建筑进行检测并出具检测鉴定报告，报告结论合格后方可进行改造加固设计，本项目检测报告为合格。
2、紧挨着1#原有建筑的2#新建建筑设计需注意的问题为：
1）、新建建筑宜与原有建筑设置抗震缝脱开，减小对原有建筑的影响，提供各单体的抗震性能和经济效益。
2）、新建建筑基础与原有建筑基础交接处的处理方式：因基础加固比较麻烦，代价大，且基坑开挖处理不好容易造成原有建筑的整体倾覆，风险高，所以在改扩建方案设计阶段，结构设计人员就应对新建建筑的柱网布置提出要求，尽量使新建建筑基础合理避开原有建筑基础。本项目结合原有建筑独立基础布置图及详勘，方案阶段时要求建筑设计人员按新旧建筑交接处柱网至少内收2.55米（交接处新建建筑外挑2.55米），使新建建筑基础与原有建筑基础分离，新建建筑荷载完全由新建建筑基础承担，避免因新建建筑荷载作用于原有建筑基础而造成需对原有建筑基础进行加固处理。同时结合本项目详勘显示，±0.000下5米左右即为中风化玄武岩（岩层地基承载力特征值fak=3200kPa），原有建筑独立基础底标高为-3.5米，为了减少新建建筑基础开挖搅动土层造成原有建筑倾覆的风险，本项目新建建筑采用人工挖孔墩基础，以承载力较高的中风化玄武岩作为持力层，这样既能满足新建建筑基础设计要求，又能消除因新建建筑基础开挖搅动土层造成原有建筑倾覆的风险。
3、1#原有建筑改扩建加固设计需注意的问题为：
建筑条件：1#原有建筑由原来的3层+1层构架层改扩建为4层+1层构架层；且房间使用功能发生变化，部分活荷载增加，建筑隔墙布置全部发生变动。柱网布置不变。
既有条件：1#原有建筑为2012年建造完成的3层+1层构架层医院传染病房建筑；原来计算模型和计算书已经找不到，只有施工蓝图和检测单位出具的检测鉴定报告，且检测鉴定报告为合格。
1#原有建筑改扩建加固设计根据建筑条件和既有条件设计过程需完成的步骤和需注意的问题如下：
1）、建模。
由于原来的计算模型丢失，需按原有结构蓝图把原有底下3层原始结构布置（包括 梁、板、柱构件及其混凝土等级和钢筋等级）进行真实建模，然后在此模型的基础上根据改扩建后的建筑条件进行调整并计算模型；在此过程需与各专业密切配合，在可能的情况下尽量减少对原有构件的破坏，如少开洞，尽量利用原有管道洞口，新增楼板洞口尽量避开原有结构梁；同时由于基础加固比较麻烦，代价大，改扩建加固项目宜优先采用不需要基础加固或很少量加固的方案；本项目经初步建模复核原有基础布置具有一定的富余量，且改扩建后相比于原有建筑仅增加一层，荷载增加不多，可按原有基础不需要加固的方案进行设计。为实现“原有基础不需要加固”这一目标需与各个专业密切配合（在满足规范和使用要求的情况下隔墙尽量采用轻质隔墙；屋顶荷载比较大的设备尽量布置在相邻的新建建筑屋面上等），减小原有建筑荷载的增加量；
2）、常规设计指标计算。
建模完成后先按常规建筑进行计算，计算时对于底下原有3层需要加固的梁、板、柱的超筋情况先不理会（后面在进行加固处理），先使改扩建后的计算模型各个设计指标（如设计总信息、周期信息、位移信息等）均满足设计要求（加盖的第4层和构架层这些不需要加固的构件也需通过计算并满足设计要求）。
3）、施工图设计中输入原有实际配筋。
设计指标通过后在施工图设计中生成梁、板、柱的配筋，并对地下3层需要加固的梁、板、柱的配筋按原有建筑蓝图的实际配筋输入（这步比较关键，要完全按原有配筋输入，包含纵筋、箍筋及其钢筋等级）。输入完成后下次打开生成施工图时应点“打开旧图”（如果点的是绘制新图，则软件是根据计算结果生成相应的配筋，而不是前面输入的原有建筑的实际配筋）。
4）、返回模型荷载输入菜单栏下的“鉴定加固”进行加固处理。
在此步骤之前可先复制一个模型，一边查看底下3层需要加固的超筋情况，一边对需要加固的构件进行加固处理。对新增的构件应定义为“新增构件”。加固方法软件给出了：增大截面法、外粘钢板法、外贴纤维复核材料法等方式。设计人员可根据具体工程情况选取合适的加固方式进行加固。本项目主要采用“外贴纤维复核材料法”和“增大截面法”进行加固处理。
粘贴纤维复合材料加固法其适用范围为：适用于梁、板的加固，可提高梁和板的承载力，也可用于钢筋混凝土受压柱的加固;原构件受拉钢筋严重腐蚀或受损，受拉主筋或腹筋配筋不足，以致承载力不能满足安全和使用的要求。
“外贴纤维复核材料法”可用于梁、板、柱配筋率超限、配筋不足、截面不满足抗剪要求等超筋情况下的加固处理。但同时需注意加固规范要求此法在加固时不能超过原构件承载力的40%。
“增大截面法”主要用于轴压比超限的框架柱的加固处理（轴压比超限的框架柱采用“外贴纤维复核材料法”加固收效甚微），增加界面的大小由轴压比超限大小决定。
加固处理完成后需在“前处理及计算”菜单栏下的鉴定加固里勾选鉴定加固及最新规范的选项。
5）、加固计算。
以上加固处理和加固设置完成后进行加固计算，当加固计算不满足时需返回前菜单调整加固截面的大小、间距及层数，然后反复计算直到加固计算均能满足设计要求后方可完成计算。加固计算完成后就可以绘制结构施工图了。
结束语
通过以上论述，改扩建加固建筑需要注意的事项可概括为：加固之前需对原建筑进行检测鉴定→方案阶段注意合理布置相邻新建建筑的柱网→原有建筑加盖时需各专业密切配合尽量采用轻质隔墙、采取减轻原有建筑荷载增加量的方法，使原有基础不需要加固或很少量加固的方案→建模（先找到原有蓝图并按其实际构件布置建模）→完成设计指标计算（此步骤时对底下需要加固的超筋信息可先不予理会，后面在处理）→施工图设计中输入原有实际配筋（原有实际配筋输入完成后重新打开时应注意是点取“打开旧图”）→ 返回模型荷载输入菜单栏下的“鉴定加固”进行加固处理→加固计算→绘制施工图。
参考文献：
[1]地基处理与托换技术[M].?中国建筑工业出版社?,?叶书麟,?2005
[2]砌体结构设计手册[M].?中国建筑工业出版社?,?苑振芳主编,?2002