浅谈某既有建筑增层改造方案设计
摘要结合广州某酒店建筑结构增层改造工程的设计与实践，重点对既有建筑增层改造常用方法特点和改造加固方案设计进行分析，对粘贴碳纤维加固关键施工流程进行探讨，最后并指出粘贴碳纤维布加固方法的主要技术要求和规定，以供同类工程参考。

关键词既有建筑结构；增曾改造处理；结构加固
1 工程概况
广州某酒店建筑由三星级标准调整为四星级标准酒店需进行增层改造处理，增层改造后总建筑面积约为18860m2，其中地上面积约15660m2，地下面积约3200m2。

酒店原结构为钢筋混凝土框架结构，改造前设计为5层（局部6层），改造处理后整体为6层（局部7层）。

该建筑工程于2006年已完成主体结构施工，中途停建后因新业主单位对酒店的建筑平面方案进行了相应的调整，决定对该建筑已施工完成的主体框架结构进行增层改造处理，并于2009年已完成了建筑工程的后期装修施工，现已投入使用。

2 既有建筑增层改造常用方法特点分析
既有建筑结构增层改造处理，目前常采用的主要方法包括有直接增层法、改变荷载传递法、外套框架增层改造法、碳纤维材料加固法等。

1）直接增层改造法。

在既有建筑结构上，不改变原有结构承重体系受力特点和建筑平面布置直接增层改造时，新增的建筑结构荷载直接作用在原有结构上，因此既有结构体系必须有足够的承载力储备，所以有时也称直接增层改造法为“挖潜法”。

由于“潜力”的限制，也就严格限制了新增楼层的层数，同时也直接限制了增层改造法的使用范围。

2）改变荷载传力途径法。

当既有建筑结构的基础及承重结构受力体系不能满足增层改造处理后的承载力要求时，则需要改变原有结构的建筑平面布置及结构体系的荷载传递途径，该增层改造的方法适用于原有结构本身具有足够的承载潜力，或经局部加固处理后即能满足增层改造后结构受力要求的建筑。

3）外套框架增层改造法。

在既有建筑结构外围增设外套框架结构，使得新增楼层的荷载重量通过外套框架结构传递至底部基础，可以使既有建筑结构与新增楼层结构之间不存在承重受力关系，原有建筑结构被包围在外套框架内，外套框架结构的柱基可充分利用原有结构经相应的加固处理后的基础，或在原有基础外围重新设置基础，这样就有效避免了新增楼层结构的荷载传递至原有建筑结构时的不利影响。

4）碳纤维材料加固法。

近年来，碳纤维因其具有强度高、自重轻、施工方
便快捷等优良特性，其在加固钢筋混凝土梁、柱等构件以提高结构承载力及延长使用年限是目前比较常用的方法，在建筑领域内有着越来越广泛的发展前景，其主要特点分析如下。

①碳纤维高强轻质、弹性模量高、耐腐蚀性能好，其抗拉强度是普通钢筋强度的10余倍，且其弹性模量也高于普通钢筋，所以在钢筋混凝土结构或构件的抗弯、抗剪、抗震等加固处理工程中经常被采用。

②碳纤维布在加固施工过程中可根据结构或构件需要裁剪成任意尺寸，容易施工，对周围环境影响较小；在严格控制好碳纤维材料质量的前提下，粘贴碳纤维加固工程的施工质量容易保证，结构或构件有效粘贴面的饱满度可达99%，加固施工速度快，后期维护简便。

③基本不会影响既有结构的使用功能，粘贴后不会增大原有结构或构件的重量和尺寸，且会增强原有结构或构件的刚度。

3 改造加固方案设计
根据该酒店建筑的检测鉴定报告和既有结构的实际状况，对该既有建筑结构进行增层改造及加固方案的设计和施工。

该改造工程按七度抗震设防进行设计，钢筋混凝土框架抗震等级为三级，场地土为Ⅱ类，综合采用多种增曾改造与结构加固的方法进行，具体如下：柱下独立基础将原有结构基础连梁扩大截面改为基础受力梁结构，并增设相应的钢筋混凝土筏板基础进行加固处理；框架柱在增层改造结构整体分析计算时，综合采用扩大柱截面和粘贴碳纤维复合材进行加固，对局部建筑平面改造时，可在既有结构平面内增设相应的框架柱；框架梁、板及其他构件可通过采用粘贴碳纤维复合材料进行加固，对改造过程中新增设的结构构件与原有结构构件之间的连接，采用化学植筋的方法进行加固，对尺寸较小的结构构件还需采用局部加腋支撑的方式加固。

在该酒店改造加固工程的设计施工过程中，大量采用了粘贴碳纤维复合材加固新技术，现重点对粘贴碳纤维符合材料在既有混凝土结构加固工程中的应用进行相应的探讨。

4 粘贴碳纤维加固关键施工流程
1）施工准备。

根据结构加固施工现场和既有结构和构件的实际情况，对需要使用的碳纤维布、配套浸渍树脂、施工设备等在进场施工前做好充分准备和检查，同时清除施工场地内的障碍物，搭设好脚手架和升降机等设备。

2）构件表层处理。

查找既有结构或构件中可能存有的裂缝，并采取相应的措施进行补强；彻底清除钢筋混凝土结构和构件的表层劣化层，对外露钢筋进行彻底除锈，修复后的混凝土结构和构件表面应充分平顺，无明显凹凸落差；经清理、修整后的混凝土结构和构件表面还应按相应的设计要求进行糙化处理。

3）底层树脂涂刷施工。

采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于需要加固处理的各钢筋混凝土构件表面，且在底层树脂表面基本干燥后应尽快进行后续施工环节。

4）环氧腻子找平处理。

钢筋混凝土结构和构件表面的凹陷部位，应采用环
氧腻子粉补平，环氧腻子刮填应足够密实、表面平顺光滑，待环氧腻子填刮表面基本干燥后尽快进行后续施工。

5）粘贴碳纤维布施工。

严格依照相应的设计要求尺寸裁剪碳纤维布材料，裁剪时严禁折叠；将浸渍树脂均匀涂抹于经过表层处理的粘贴部位，再将碳纤维布轻贴于加固区域。

粘贴碳纤维布时，应充分展平抚顺，不得存有皱褶，待贴平后采用专用滚筒顺着碳纤维布的方向重复滚压，将气泡彻底挤除，使浸渍树脂能充分浸透粘贴的碳纤维布，多层粘贴施工时应重复上述工序。

5 粘贴碳纤维布加固方法的主要技术要求和规定
①采用碳纤维布复合材料对梁、次梁等受弯构件斜截面进行加固处理时，应将碳纤维布条按垂直于构件轴线方向粘贴成环形箍或加锚U形箍形状，当梁高超过650mm时，应在梁腰部位增设一道相应的纵向腰压条，确保碳纤维布粘贴牢固。

②对轴心受压的钢筋混凝土柱进行正截面加固时，为了有效提高其延性和抗震性能，应将碳纤维布条沿其全长方向无间隔地环向连续粘贴施工（简称环向围束加固法）。

③采用碳纤维布条对既有钢筋混凝土柱构件进行受剪加固时，应将其粘贴成环形箍状，且纤维布条的方向应与柱中轴线方向保持垂直。

④当采用碳纤维布对板、墙等受弯构件进行加固处理时，应将碳纤维布条进行多条密布平行的方式进行粘贴施工，严禁使用未经裁剪成条的整幅碳纤维布进行满帖施工。

6 结语
该酒店结构经增层改造处理后使用至今，对结构整体的加固效果进行了健康监测，结果显示该建筑结构受力稳定，性能良好，达到了预期加固效果。

总之，对既有建筑结构进行增层改造与加固时，合理地选择既有建筑结构的改造方案，合理对既有结构与新增楼层结构进行连接，对改造与加固处理的施工质量进行严格控制，是达到结构改造安全可靠、经济合理的必要措施。

参考文献
[1]周广良,许士伟.碳纤维复合材在某增层改造加固工程中的应用[J].福建工程学院学报,2010,10.
[2]张杰,张仲先.某增层改造后七层砌体结构房屋抗震鉴定与加固方法探讨[J].陕西建筑与建材,2004,3.。