1 現(xiàn)實的需要既有房屋，
有的由于使用性質(zhì)改變而導(dǎo)致荷載增加；有的為了增加使用面積，在層高較大的部位或在屋頂上進行加層；有的為滿足節(jié)能有關(guān)規(guī)定，需將樓層周邊凹凸部分補平改造；有的需要進行抗震加固；有的由于遭受火災(zāi)、超載、地基不均勻沉降等原因需要進行加固處理等。既有房屋的改造、加固日益增多。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)形勢的發(fā)展應(yīng)不但能熟練地從事新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，還要逐漸熟悉和掌握對既有房屋的改造和加固設(shè)計工作。
2 檢測和鑒定的必要性
為了解既有房屋結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是否滿足要求，在改造加固前必須要對結(jié)構(gòu)進行檢測和鑒定，對其可靠性做出正確的評價。檢測和鑒定工作應(yīng)該由有資質(zhì)的單位承擔(dān)。檢測時可根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)實際情況和特點確定重點內(nèi)容，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)著重檢測構(gòu)件的混凝土強度等級、鋼筋配置、裂縫情況、混凝土碳化深度、蜂窩缺陷等。
結(jié)構(gòu)鑒定的目的是根據(jù)檢測的結(jié)果，依據(jù)現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50290—1999）、《危險房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（jgj125—99）、《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023—95），對結(jié)構(gòu)進行驗算、分析，找出薄弱環(huán)節(jié)，評價其安全性和耐久性，提出改造、加固的建議。鑒定的評估報告是改造加固設(shè)計的依據(jù)。
3 房屋結(jié)構(gòu)的改造、加層、加固必須進行設(shè)計
1）按有關(guān)規(guī)定，對既有房屋進行改造加固設(shè)計實施以后，承擔(dān)此任務(wù)的設(shè)計單位應(yīng)該對該房屋結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性負完全責(zé)任，而原來的設(shè)計單位未參與改造加固設(shè)計時，則不再負此責(zé)任。因此，改造加固設(shè)計應(yīng)該由有資質(zhì)的設(shè)計單位或研究單位來承擔(dān)。
2）改造加固設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)鑒定的評估報告對結(jié)構(gòu)目前實際的安全性、適用性、耐久性作分析，在此基礎(chǔ)上確定能否進行改造加固及采用何種設(shè)計方案。設(shè)計要依據(jù)現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》(gb50367—2006)、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(jgj116—98）、《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》(cecs77：96)、《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》(jgj145—2004)、《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs161：2004)進行，同時還應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)的現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程。
3）改造加固設(shè)計與新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大區(qū)別，在驗算現(xiàn)有構(gòu)件的承載力時應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(gb50009—2001)第 4.1.2 條的規(guī)定考慮樓面活荷載的折減；鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板的梁，核算其受彎承載力時，跨中應(yīng)考慮現(xiàn)澆板有效受壓翼緣寬度，跨中和梁端受壓區(qū)鋼筋的雙筋梁作用；框架梁核算端部承載力和裂縫時的彎矩值應(yīng)取柱邊值而不應(yīng)取柱中值；各構(gòu)件的混凝土強度應(yīng)按檢測的實測值換算為設(shè)計值取用。
因此，采用計算軟件作整體內(nèi)力分析后，必須對構(gòu)件作局部驗算，不能像新工程設(shè)計那樣直接把軟件整體計算結(jié)果拿來應(yīng)用。局部計算可以用軟件工具箱，也可采用手算。在一些改造加固工程中，由于只采用軟件整體計算結(jié)果，不作局部補充驗算，對實際不需要做加固處理的構(gòu)件也進行加固，不但增加了材料、工期和造價，而且會對原有構(gòu)件產(chǎn)生不必要的損傷。
4）混凝土結(jié)構(gòu)房屋加固后的使用年限，應(yīng)由業(yè)主和設(shè)計單位商定，一般定為30 年。局部加固結(jié)構(gòu)的使用年限與該結(jié)構(gòu)已使用年數(shù)之和不得超過 50 年，如因業(yè)主要求或該工程的特殊性需要有更長的使用年限，設(shè)計應(yīng)采取加強措施，必要時召開專家論證會討論確定方案。
對于原來未進行抗震設(shè)計、設(shè)防烈度低或按舊規(guī)范抗震設(shè)計的混凝土房屋結(jié)構(gòu)，多數(shù)在改造加固設(shè)計時很難達到現(xiàn)行規(guī)范的要求。因此，目前許多工程甚至經(jīng)專家論證會論證的重要工程，可按《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023—95）和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（gb50011—89）的要求，并根據(jù)具體情況再適當(dāng)加強。
5）進行改造加固設(shè)計時，力求與承擔(dān)施工的單位進行配合，根據(jù)該施工單位的經(jīng)驗和水平確定更合理的設(shè)計實施方案。如果由于招投標(biāo)等原因，在設(shè)計時不能確定施工單位，那么在完成設(shè)計確定了施工單位后，開工之前應(yīng)就設(shè)計中構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時進行方案調(diào)整和修改設(shè)計，以確保工程質(zhì)量和降低造價。
6）改造加固的檢測鑒定及施工圖設(shè)計文件，也需要同新建筑工程施工圖文件一樣，送施工圖文件審查部門進行審查，如果在原有屋頂上加層或臨主要街道立面有大的改造，設(shè)計方案應(yīng)經(jīng)當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門批準(zhǔn)。設(shè)計文件（包括檢測報告、鑒定評估資料、設(shè)計圖紙和計算書、相關(guān)審批文件等）應(yīng)同新建設(shè)計工程一樣歸檔保存。
7）改造加固設(shè)計所采用的材料應(yīng)盡可能輕質(zhì)，以利于減小地震反應(yīng)和避免對原有基礎(chǔ)進行加固處理；屋頂加層宜采用鋼結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)維護結(jié)構(gòu)；原有下部結(jié)構(gòu)減少或不進行加固，以減少對下部房屋使用的影響；對原有構(gòu)件進行加固處理應(yīng)采用傳力明確、構(gòu)造簡單、不損傷或少損傷原有構(gòu)件施工方便、費用低的方案；需考慮因二次受力導(dǎo)致的后加部分應(yīng)力的滯后性，對新增材料強度應(yīng)按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定做相應(yīng)的折減；應(yīng)遵循加固工程施工操作簡單、方便就能保證質(zhì)量這一道理。
8）為滿足構(gòu)件抗彎承載力和受剪承載力，采用粘貼鋼板或粘貼碳纖維布加固是常用且有效的加固方法。這兩種方法的共同點是均需要通過結(jié)構(gòu)膠受剪使鋼板或碳纖維布與原構(gòu)件共同工作，因此在加固部位必須要進行防火處理，因為一般的結(jié)構(gòu)膠在 60℃以上強度會降低，遇明火會燃燒。
粘貼鋼板還需要防銹蝕和設(shè)置錨栓；有的工程采用粘貼鋼板加固，由于溫度影響，鋼與混凝土線膨脹系數(shù)不同，出現(xiàn)鋼板鼓起而脫膠現(xiàn)象。因此，采用粘貼碳纖維布加固比粘貼鋼板加固更可取。
9）經(jīng)檢測保護層已經(jīng)碳化時，在改造、加固時應(yīng)采用外涂阻銹劑涂刷構(gòu)件表面。國內(nèi)外的阻銹劑質(zhì)量和價格有所不同，可根據(jù)工程情況及構(gòu)件不同的重要性選用。在涂刷阻銹劑前，構(gòu)件表面必須清理干凈，露出混凝土清潔的表面。
10）經(jīng)檢測有裂縫時，在改造加固時應(yīng)首先根據(jù)裂縫的所在部位、形狀、寬度，分析其產(chǎn)生的原因及對構(gòu)件承載力有無影響，然后采用不同的處理方法。如果是因鋼筋銹蝕引起的順筋裂縫，必須剔掉混凝土保護層露出已銹蝕的鋼筋，并進行徹底除銹，當(dāng)銹蝕特別嚴重已損失較多鋼筋截面時應(yīng)更換補強，然后采用環(huán)氧砂漿或聚合物砂漿噴砂漿修補恢復(fù)構(gòu)件截面。
對由于受剪、彎曲產(chǎn)生的裂縫，一般大，應(yīng)采用環(huán)氧灌漿料壓力灌漿粘結(jié)或其他補強方法。對由于混凝土收縮或溫度影響產(chǎn)生的裂縫，為了防止鋼筋銹蝕，凡裂縫寬度大于 0.3mm 的采用環(huán)氧灌漿料壓力灌漿，裂縫寬度小于等于 0.3mm 的可采用環(huán)氧膠泥進行表面封閉。有關(guān)阻銹劑涂刷、環(huán)氧壓力灌漿及環(huán)氧膠泥涂抹見文[1]。
11）改造加固工程中，植筋、錨栓是最常用的方法，現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（gb50367—2006）與《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》（jgj145—2004）關(guān)于錨固長度有非常大的差別，而且按前者的規(guī)定，對于常規(guī)的梁、墻、柱等構(gòu)件，其寬厚度很難滿足錨固長度。采用植筋、錨栓時，應(yīng)注意最小邊距和最小中距的規(guī)定，還應(yīng)特別注意在原有構(gòu)件鋼筋密集的部位鉆孔和定位的可能性，并應(yīng)嚴禁損傷和截斷原構(gòu)件受力鋼筋。
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