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摘要：随着城市更新进程的加快和既有建筑功能升级要求的提高，越来越多的多层钢筋混凝土框架结构进行了加层改造。加层以后结构自重和地震作用明显增加，原有结构构件常面临着承载力不足和基础沉降增大的难题。文章在加层可行性评估的基础上，对加层方案的选择、梁柱加固技术、节点及基础加固方法和施工控制要点等进行了系统的分析。研究认为：合理地选择加层方案，科学地确定加固技术和严格地确保新旧结构连接质量是安全加层加固实施的关键。本文所提技术措施对类似改造工程有一定借鉴意义。

关键词：框架结构；加层改造；结构鉴定；加固技术；新旧连接

一、引言

我国既有建筑中约15%～20%具备加层改造的条件，成功实施加层的案例可使建筑面积增加20%～50%，经济效益显著。但加层以后，结构所受竖向荷载和水平地震作用明显增加，原梁、柱、节点和基础都有超过承载能力限值的危险。加层后结构自重通常增加20%～35%，水平地震作用增加30%～50%。另外，新老结构联接部分的可靠性也直接影响着整体安全。所以有必要对原有结构进行系统的检测鉴定和有针对性地采取加固措施以保证加层后的结构符合规范要求。

二、加层可行性评估与结构鉴定

在加层之前需要充分搜集原有结构设计图纸，施工记录和竣工验收资料等，并现场测量和恢复缺失的资料。重点检测内容包括：混凝土实际强度（用回弹或钻芯法）、钢筋配置与锈蚀状况、构件截面尺寸偏差、基础埋深及地基土层分布。混凝土的强度不应该小于C20，如果小于这个值，则应该谨慎评价；当混凝土强度低于C15时，不建议直接加层。钢筋锈蚀严重部位需要剔凿检查，确定修复范围。地基承载力可以采用静载荷试验进行复核并在必要的情况下进行补充调查[1]。

通过计算分析判断了加层后原有结构构件承载力利用率和变形能力。需要验算的项目有：梁跨中挠度和裂缝宽度（控制挠度不大于L/250，裂缝宽度不大于0.3mm），柱轴压比和长细比（轴压比限值：一级抗震0.65，二级0.75，三级0.85），框架整体侧向刚度和层间位移角（弹性层间位移角限值1/550），地基承载力和沉降差等。如果梁的挠度已经接近极限，则需要进行加固处理；当柱轴压比大于规范限值时应采取增大截面或外包钢的方法；层间位移角大于1/550时应加强抗侧力体系的研究。鉴定结果显示，约70%的既有框架结构加层前需要进行不少于两项的加固处理。

三、加层方案的选择

加层方案一般有直接和间接两种。直接加层即在原屋面直接加设1～2个楼层，适合原结构承载力剩余大，地基条件较好的条件下使用，且施工方便，成本低廉。直接加层造价约为新建建筑的40%～60%。间接加层通过增加外套框架，桩基托换或者独立支撑体系等方式将新增加荷载的全部或者一部分直接转移到地基中去，适合原地基薄弱和承载力严重缺失的情况。在原有结构不能承受任何新的荷载的情况下，可以采取“分离式加层”，即将新增加的楼层结构从原有结构中全部剥离出来，只共用竖向交通和管线构成一个独立的受力单元[2]。

四、梁柱加固技术

增大截面法加固混凝土梁柱应用最为广泛，在原有构件外浇筑新增加的混凝土，配置纵向钢筋和箍筋可以有效地提高其承载力，刚度以及延性等性能。此法技术成熟，适合于一般梁、柱承载力不足。增大截面法可使梁抗弯承载力提高30%～50%，柱轴压承载力提高25%～40%。在施工之前需要在原有的接口上凿毛，植筋或者化学锚栓等措施来确保新老混凝土的共同工作。新增混凝土的强度宜高于原混凝土一个等级，并不得小于C30。此法湿作业量较大，养护周期长（一般不少于14天），而对空间的影响不大。

外包型钢加固法是针对柱承载力严重缺失而采用的加固方法。利用角钢与缀板组成外包骨架对核心混凝土进行约束可以显著提高柱的承载能力与延性。外包型钢加固后，柱承载力可提高50%～100%，延性系数可增大2～3倍。此法施工迅速，现场湿作业小，但用钢量较大，用钢量约为原柱用钢量的40%～60%，而且需要做好防腐防火工作。外包钢骨架的端部要有可靠的锚固和与原有结构的紧密联接。

粘贴碳纤维布对于梁受弯承载力不充分时是合适的。碳纤维重量轻、强度高、截面尺寸几乎没有增大、施工速度快。碳纤维布抗拉强度可达3000～4000MPa，加固后梁抗弯承载力可提高20%～40%。但是这种方式对于施工环境有一定的要求，并且在高温环境中性能会有所降低，不适合在户外或者高温车间使用。加固层数在3层以上时容易产生剥离破坏，需要端部锚固设计。

五、节点与基础加固

框架节点为地震作用下的薄弱处，在加层作用下节点核心区域剪力明显增加。节点核心区剪力可增大30%～60%。可以通过扩大节点区，增设腋撑或者贴纤维布等措施予以加强。扩大节点区的方法有：向节点四周灌注混凝土以增大截面尺寸和抗剪能力。加装腋撑就是在梁柱节点处加一个斜向支撑把一部分剪力传到柱身上。节点核心区水平箍筋应符合规范要求，加密区箍筋间距不应大于100mm，当原有结构存在缺陷时，应采取后植箍筋或者加焊钢板进行加固。

基础加固一般用锚杆静压桩，树根桩等，也可扩大基础的底面积。锚杆静压桩是针对地基承载力不充分、施工空间较窄的情况而设计的一种桩土复合地基，它是以原有基础底板为反力架逐段挤压预制小直径桩，使其成为桩土复合地基的基础。锚杆静压桩常用截面200×200mm或250×250mm，单桩承载力特征值可达150～400kN，压桩力一般取1.5～2.0倍单桩承载力。树根桩法采用小直径（100～250mm）钻孔灌注桩与原有基础贴合进行布桩，特别适合于现场狭窄、对环境恶劣的市区工程。采用桩基托换后，基础沉降可减小40%～70%。为了增加基础的底部面积，可在原有基础的周围浇筑了混凝土以扩大其基础，这有助于降低基底的附加压力。扩大基础底面积后，基底附加压力可降低20%～35%。但在此过程中，需要对新旧基础的连接部分进行抗冲切和抗弯承载能力的验证，并确保进行适当的植筋连接。

结语

多层钢筋混凝土框架结构的加层加固属于系统性的工程，它涉及到结构鉴定、方案比选、构件加固、节点处理和施工控制等诸多环节。合理地选择加层方案，科学地确定加固技术和严格地保证新老结构的连接质量是达到安全加层和提高结构性能的关键。合理设计的加层加固方案可使建筑功能提升30%～50%，造价仅为新建同面积建筑的50%～70%，工期缩短40%～60%。设计人员要根据原有结构的实际情况对加固措施进行优化，使施工难度及造价达到规范要求，同时为现有建筑功能的更新提供可靠技术保证。

参考文献：

[1] 刘航,曾永璇,韩明杰,等.附加斜拉支撑加固既有钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究[J].建筑结构,2025(14).

[2] 王莹.高层钢筋混凝土框架结构加固方法优化设计[J].现代物业:中旬刊,2023(2):28-30.

王平华

中国轻工业长沙工程有限公司