由于施工、设计等原因引起的建筑质量事故，在很多情况下通过加固时可以满足继续使用的要求的。对于钢筋混凝土结构，最容易出现的质量事故之一是混凝土强度等级不符合要求，目前对于此类事故常用的加固方法有扩大构件截面法、外粘钢（碳纤维）法、混凝土置换法、改变结构体系法等，本文介绍一个通过增加剪力墙对混凝土异性柱框架结构进行加固的设计实例。

工程概况

    本工程为某小区综合商住楼，为6层钢筋混凝土异性柱框架结构，1～2层为连体商铺，3到6层为住宅，共6个单位，由两道变形缝分为三段，每段2个单元，基础为柱下独立基础。1层层高3.8m，2层层高3.2m，3到6层层高为2.9m，室内外高差0.45m。该工程在主体验收时，发现混凝土强度等级没有达到设计要求，另外，此工程设计还存在一些问题；此工程所在地区的抗震设防烈度为8度，根据《混凝土异性柱结构技术规程》（JGJ 149-2006）的规定，8度地区异形柱结构适用的房屋最大高度是12m,而此建筑总高已达19.05m，虽然此工程设计于2004年，《混凝土异性柱结构技术规程》还未生效，但从抗震设防的角度考虑还是不能满足要求的。

2加固方案设计

2.1方案选择

    首先，按照检测得到的混凝土实际强度，对原建筑物的现状进行了详细的结构计算分析（辅助计算软件为SATWE和ETABS），计算结果表明：（1）除个别梁外，梁、板均符合承载力极限状态和正常使用极限状态的要求；（2）1层、2层大部分柱轴压比不符合《混凝土异形柱结构技术规程》

2.2计算分析

    根据结构布置的合理性原则结合该建筑物使用功能要求，将增加的混凝土剪力墙布置在楼梯间及卫生间处，新增的混凝土剪力墙的强度等级1、2层是C35，3到6层是C30。利用SATWE和ETABS对增加的混凝土剪力墙后的结构进行了详细的分析，弹性分析结果（从自振周期分析可知），相应的总地震作用也有所增加（如底层地震剪力墙加约60％左右），但由于剪力墙存在，地震作用力大部分由剪力墙承担，框架柱承担的地震力仅占10％左右。增加剪力墙后，框架柱承担的地震力减少到原来纯框架的20％左右，原来抗剪承载力不足的柱及梁柱结点均满足了规范的要求。增加剪力墙后，原来那些轴压比较大的柱均成了剪力墙的一部分，又根据《混凝土异形柱结构技术规程》6.2.2条的规定，在抗震等级相同的情况下，异形柱框架-剪力墙结构柱的轴力墙后，轴压比不足的柱仅有1层的3根，这3根柱截面均为L型，通过增加翼缘将L型截面改为T星，使其轴压比满足规范要求。

    为了保证加固后建筑物的安全，对加固方案进行了弹塑性动力时程分析和Pushover抗倒塌分析。时程分析选取了兰州人工波、Taft波和Oroville EarL Broadbe波进行计算，结果表明，在地面最大加速度取8度罕遇地震的400cm/s²时，结构顶部最大位移为26.5mm。最大层间位移角为1/560rad，完全满足《混凝土异形柱结构技术规程》的要求。

根据《混凝土异形柱结构技术规程》的规定，异形柱结构混凝土最低的强度等级不应小于C25，而此

    商住楼原结构中部分梁柱并没有达到规范要求，经过仔细检测原结构的现状，发现该工程只是混凝土强度没有达到设计要求，钢筋的施工质量还比较好，异形柱截面尺寸薄，若混凝土强度等级小于C25，则可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求，而结构中梁柱配筋普遍偏大，最少的也要大于计算结果的20％，且钢筋直径均较小，柱中最大的钢筋直径是20mm，梁中最大的钢筋直径是18mm，偏大的配筋和较小的钢筋直径可以弥补由于混凝土强度低造成粘结性能下降的影响，且原结构混凝土强度也仅是略低于C25，经当地建议主管部门组织专家论证，同意不对低于C25的梁柱进行针对混凝土强度不足的加固处理。

2.3新增剪力墙构造设计

    新增剪力墙的钢筋用化学植筋方式与原梁柱连接，为了保证新增剪力墙与原梁柱可靠连接，采用添加微量膨胀剂的无收缩混凝土浇筑。

2.4基础加固设计

    根据承载力要求及构造要求，新增剪力墙下的基础需由独立基础改为条形基础。为了降低加固难度，加固设计中尽量利用原基础，按基底钢筋反算条基的截面尺寸，并通过旧混凝土的粘结。

3结束语

    改变结构体系是近些年新兴的一种建筑结构加固方法，本文通过工程实例，介绍了利用增加剪力墙改变结构体系法对异形柱框架结构商住楼进行抗震加固的设计计算要点，并和常规的扩大梁柱截面加固法进行了技术、经济对比，该方法具有施工简单。经济可靠、又不会影响原有建筑使用功能的优点，是一种行之有效的加固方法。希望通过本文，能为同类加固工程提供一定的参考。

    该加固工程已于2006年8月完工并通过验收。

    改变结构体系是建筑结构加固常用方法之一，本文通过对某异形柱框架结构商住楼加固设计的介绍，希望能为同类加固工程的设计提供参考。

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