京廣中心加固改造設(shè)計(jì)
工程概況
京廣中心位于北京市東三環(huán)，主塔樓高，整體外形為一個(gè)度的扇形，地下層，地上層（未計(jì)入夾層），地下部分為鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)，地上部分為鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系為鋼框架核心筒，位于度抗震設(shè)防區(qū)。京廣中心原結(jié)構(gòu)由日本公司設(shè)計(jì)，除抗震規(guī)范采用版抗震設(shè)計(jì)規(guī)范外，其余設(shè)計(jì)規(guī)范均為日本建筑學(xué)會(huì)年代所采用的規(guī)范。該工程于年結(jié)構(gòu)竣工。京廣中心主塔樓改造內(nèi)容主要包括：調(diào)整地下層到地上層的建筑功能及其劃分；拆除原位于層與層之間的夾層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)荷載分布變化及樓面洞口改變；拆除層及層位于酒店大堂處的樓板；層局部增加樓板，調(diào)整原有樓梯布置并增加樓梯、電梯；以及層室外地面增加大面積綠化種植區(qū)域。主要結(jié)構(gòu)調(diào)整前、后布置形式對(duì)比詳見圖1~3。
圖 1
地下層建筑功能調(diào)整
圖 2
層酒店大堂處樓板拆除 
圖3 1層室外增加綠化
對(duì)加固改造前、后的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和受力進(jìn)行了對(duì)比。由工程加固改造前、后模型計(jì)算結(jié)果可知，結(jié)構(gòu)加固改造后主要性能基本保持不變，加固改造僅在局部范圍內(nèi)改變了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置及截面、配筋，對(duì)原有結(jié)構(gòu)整體特性及抗震性能沒有影響。
2 工程特點(diǎn)
本項(xiàng)目加固改造工程量大，項(xiàng)目設(shè)計(jì)及施工均較為復(fù)雜，主要有以下特點(diǎn)：
(1)本項(xiàng)目25層到52層為辦公樓和公寓，在加固改造施工期間，這部分樓層仍然在正常使用。地下1層有大量為此部分樓層服務(wù)的機(jī)電設(shè)備、管線等，施工中這些設(shè)備、管線均不能移動(dòng)和拆改，因此結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)需要經(jīng)常依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，以解決加固改造施工與上部樓層正常使用的矛盾。
(2)項(xiàng)目建造時(shí)所采用的鋼材均為二十世紀(jì)八十年代從日本進(jìn)口的鋼材，而加固改造所用的鋼材均為現(xiàn)今國(guó)產(chǎn)的鋼材，在加固施工前，每一種焊接連接都要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，按照焊接工藝評(píng)定的要求進(jìn)行施工。
(3)本項(xiàng)目已經(jīng)使用20多年，在加固改造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)原有結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)了部分缺陷，在加固設(shè)計(jì)時(shí)還需對(duì)原結(jié)構(gòu)的缺陷進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。
(4)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)于二十世紀(jì)八十年代，圖紙均采用手工繪制，部分竣工圖紙模糊不清，無(wú)法根據(jù)竣工圖紙了解施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。部分設(shè)計(jì)變更也未完全反映到竣工圖中，因此在施工時(shí)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不斷配合調(diào)整加固設(shè)計(jì)方案。
3 加固技術(shù)及其應(yīng)用
3.1 混凝土加固
（1
）粘貼鋼板加固施工后的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景如圖4
所示。
圖4 粘鋼加固后實(shí)景
圖5 增大截面加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景
（3）增加截面寬度：遇到結(jié)構(gòu)梁下方有不能移動(dòng)的機(jī)電管線、墻體等影響梁增大截面施工時(shí)，通過(guò)增加截面寬度來(lái)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力（圖6，7）。
圖7 機(jī)電管線影響結(jié)構(gòu)加固
（4）只增加鋼筋不增加截面尺寸：項(xiàng)目對(duì)凈空要求較高，當(dāng)梁需要提高較多的承載能力且又不能增加梁高度時(shí)，采用在結(jié)構(gòu)梁底部只增加鋼筋、不增大截面的加固方法，新增加的鋼筋與原有鋼筋通過(guò)短筋焊接連接。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景如圖8所示。
圖9 柱子增大截面加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景
（7）外包鋼加固：當(dāng)結(jié)構(gòu)柱的抗剪承載能力不足時(shí)，通過(guò)在柱子截面外側(cè)包鋼板的辦法來(lái)提高構(gòu)件的抗剪承載能力。施工中鋼板需要采用焊接連接，故焊接部分的粘鋼膠施工需要待焊接完成后才能進(jìn)行，以避免焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫對(duì)粘鋼膠的破壞。包鋼加固實(shí)景如圖10所示。
圖10 柱子包鋼加固后實(shí)景
（8）增加次梁加固：增加次梁加固有新增混凝土梁和新增鋼梁加固兩種，包括增加樓板的承載力、板上新增結(jié)構(gòu)柱子，較大的洞口旁增加次梁，通過(guò)增加次梁來(lái)改變構(gòu)件的傳力途徑，以實(shí)現(xiàn)加固主梁和柱子的作用。
（9）增加墻體加固：由于上部荷載增加，部分柱子下方筏板的抗沖切承載能力不足，通過(guò)在柱子中間增加墻體的辦法來(lái)分擔(dān)筏板所受的沖切力。增加墻體加固實(shí)景如圖11所示。
（5）1層植筋：裙樓1層柱中鋼筋需要和地下1層柱中鋼筋焊接連接，但地下室新增剪力墻，需要植筋連接，且鋼筋直徑較大，達(dá)到了36mm，電鉆無(wú)法施工，采用水鉆鉆孔并對(duì)鉆孔周邊進(jìn)行了鑿毛處理，以保證鋼筋的植筋深度要求。
更多內(nèi)容詳見2014年第24期《建筑結(jié)構(gòu)》雜志文章：《京廣中心加固改造設(shè)計(jì)》，作者：鐘聰明，朱巖松，王福安（奧雅納工程顧問(wèn)）。
