浦東T1改造項(xiàng)目中,，兩個(gè)連接廊上部增加三層結(jié)構(gòu)滿足航站樓貴賓、辦公面積的需求,。擴(kuò)建部分依托現(xiàn)有建筑進(jìn)行豎向加層擴(kuò)建,，既能滿足現(xiàn)代新功能的需求，同時(shí)又能大大降低建造成本,，是目前既有航站樓改擴(kuò)建的方式之一。加層擴(kuò)建投資經(jīng)濟(jì),、用地節(jié)約,，須堅(jiān)持安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,、有利抗震,、方便施工、節(jié)約能源,、立面協(xié)調(diào)等幾個(gè)原則,。本文重點(diǎn)討論航站樓加層擴(kuò)建的結(jié)構(gòu)問題。

1、加層擴(kuò)建類型

加層擴(kuò)建根據(jù)與老結(jié)構(gòu)的關(guān)系可以分為獨(dú)立于老結(jié)構(gòu)和依托老結(jié)構(gòu)兩大類,，其中依托老結(jié)構(gòu)又分為完全依托和部分依托,。根據(jù)加層結(jié)構(gòu)的材料又可分為鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

(1)獨(dú)立于老結(jié)構(gòu)

新老結(jié)構(gòu)完全脫開,，互不影響,。這種方案有利于保護(hù)原建筑、不需要考慮新老結(jié)構(gòu)協(xié)同工作,、加層結(jié)構(gòu)布置較為靈活,、結(jié)構(gòu)加固工程量小、方便后期再改建,。主要適用于：歷史性保護(hù)建筑或有保護(hù)價(jià)值的建筑,；老結(jié)構(gòu)承載力較差；老結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,，資料不全等,。

(2)完全依托老結(jié)構(gòu)

不增加豎向承重構(gòu)件，完全依靠老結(jié)構(gòu)承擔(dān)加層荷載,。這種方案充分利用老結(jié)構(gòu)承載力,、不涉及基礎(chǔ)工程、造價(jià)相對較低等,。主要適用于老結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)跨度不大,，承載力有較大富余的建筑。

(3)部分依托老結(jié)構(gòu)

增加豎向承重構(gòu)件,，同時(shí)依靠老結(jié)構(gòu)承擔(dān)加層荷載,。這種方案可盡量減少基礎(chǔ)工程、充分利用老結(jié)構(gòu)承載力,、易于控制加層結(jié)構(gòu)高度保證建筑凈高等,。主要適用于老結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)跨度較大，承載力有較大富余的建筑,。

(4)鋼結(jié)構(gòu)：由于自重小,、安裝方便、工期短,、拆卸回收利用方便等優(yōu)點(diǎn),，因此加層改造較常采用。鋼結(jié)構(gòu)加層一般采用壓型鋼板與混凝土的組合樓板,。

(5)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：造價(jià)低,、耐久性好、維護(hù)成本低,、結(jié)構(gòu)防火和隔聲性能好等優(yōu)點(diǎn),?；炷两Y(jié)構(gòu)加層一般采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，當(dāng)跨度較大且高度受限時(shí),，可采用現(xiàn)澆空心樓蓋,、預(yù)應(yīng)力混凝土扁梁樓蓋等減小加層結(jié)構(gòu)的高度。

目前航站樓加層擴(kuò)建項(xiàng)目中采用鋼結(jié)構(gòu)體系較多,，主要原因是：(1)重量輕,。鋼結(jié)構(gòu)僅為混凝土結(jié)構(gòu)重量的2/3-1/2，降低了基礎(chǔ)及加固的工作量,。(2)抗震性能好,。鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、延性好,，彈塑性變形能力強(qiáng),；(3)鋼結(jié)構(gòu)施工速度快、工期短,、方便不停航施工,。

2、抗震加固

加層擴(kuò)建可能引起原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),、豎向構(gòu)件承受的荷載較大幅度的增加,，整體結(jié)構(gòu)重量及振動(dòng)特性變化導(dǎo)致地震作用改變。

傳統(tǒng)抗震加固常用的加固方法有增加豎向構(gòu)件的剛度(柱截面增大),、增加平面構(gòu)件的剛度(梁截面增大),、新增抗側(cè)構(gòu)件(鋼或砼支撐)。本質(zhì)上是通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力,、延性及整體性能來“硬抗”地震輸入給結(jié)構(gòu)的能量,。傳統(tǒng)加固施工時(shí)間較長、涉及到較多的濕作業(yè),、加固完成后的構(gòu)件外觀尺度相對較大等,，這些問題會(huì)影響航站樓運(yùn)營。

減震加固法是通過在結(jié)構(gòu)物的某些部位設(shè)置耗能器或耗能構(gòu)件,，耗散掉部分或絕大多數(shù)的地震輸入能量,，以減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而提高建筑物的抗震能力,。與傳統(tǒng)加固技術(shù)相比：1)施工現(xiàn)場主要為干作業(yè),，基本不影響正常使用功能；2)保持原建筑外貌不變,，實(shí)現(xiàn)提高抗震能力和改善使用功能的協(xié)調(diào),；3)消能效果明顯,；4)有效節(jié)約經(jīng)費(fèi)和縮短工期,；據(jù)國內(nèi)外工程應(yīng)用總結(jié)資料,，消能減震體系比傳統(tǒng)抗震加固方法節(jié)約造價(jià)10-50%。目前加固工程中常見的耗能器有：摩擦耗能器,、金屬耗能器,、黏滯阻尼器、黏彈性阻尼器等,。屈曲約束支撐(BRB)屬于金屬耗能器,，設(shè)置可以達(dá)到耗能減震目的，但小震下自有剛度會(huì)放大結(jié)構(gòu)的地震力,，增加結(jié)構(gòu)加固量,；屈曲約束支撐小震時(shí)耗能不明確，多遇地震下的阻尼比難以確定,。粘滯阻尼器不產(chǎn)生剛度,，為速度相關(guān)型的耗能器，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移即進(jìn)入耗能狀態(tài),，各種地震工況下的耗能狀況比較確定,。

隔震加固法是通過設(shè)置隔震層，將地震作用集中到隔震層,，限制能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞,，減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，提高建筑物的抗震安全度,。隔震技術(shù)的優(yōu)越性：1)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,；2)不影響上部建筑結(jié)構(gòu)的正常使用；3)不僅保護(hù)建筑結(jié)構(gòu),，而且保護(hù)建筑內(nèi)的儀器設(shè)備,；4)對于重要建筑，通過對建筑物進(jìn)行隔震加固,，造價(jià)比傳統(tǒng)抗震加固低,。隔震層通常具有較大的阻尼，使得老結(jié)構(gòu)所受地震作用較非隔震結(jié)構(gòu)有較大的衰減,；其次,，隔震層具有很小的水平向剛度。

隔震實(shí)質(zhì)上是將整個(gè)建筑放置于隔震支座上,，隔震支座的數(shù)量基本不變,，允許改變的僅為支座的大小和參數(shù)；減震則是在老結(jié)構(gòu)特定位置增設(shè)耗能阻尼器,，數(shù)量根據(jù)需要控制,。建議：1)對于新建不久需要局部加強(qiáng)的建筑，宜優(yōu)先選用減震技術(shù)加固,；2)當(dāng)?shù)卣鹱饔眯枨筇岣咻^小時(shí),，宜優(yōu)先選用減震技術(shù)加固,；3)對于選用隔震技術(shù)受到條件限制，宜優(yōu)先選用減震技術(shù)加固,；4)當(dāng)?shù)卣鹱饔眯枨筇岣咻^大時(shí),，宜優(yōu)先選用隔震技術(shù)加固；5)對于選用減震技術(shù)受到條件限制,，宜優(yōu)先選用隔震技術(shù)加固,。

3、構(gòu)件承載力加固

構(gòu)件承載力不足的常規(guī)設(shè)計(jì)方法有：增大截面,、粘鋼加固,、碳纖維加固、體外預(yù)應(yīng)力,、增加支點(diǎn)等,。各種方案有其制約條件，各方案的實(shí)施需根據(jù)現(xiàn)場條件進(jìn)行調(diào)整和變化,。

(1)增大截面法,，在混凝土梁柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件外加鋼筋混凝土、聚合物砂漿鋼絞線,、加型鋼等加大構(gòu)件截面面積,，提高結(jié)構(gòu)承載力和剛度。該方法的技術(shù)特點(diǎn)是加固后截面中的新舊鋼筋應(yīng)焊接,，以保證新舊混凝土整體工作,，該方法操作簡單，但現(xiàn)場施工濕作業(yè),，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長,，影響航站樓的正常運(yùn)行，且減少了建筑使用面積,，對室內(nèi)空間影響較大,。航站樓中因?yàn)檫\(yùn)營的原因，可以在梁面上增加疊合層,，增加正截面承載力,。在浦東T1航站樓改造中，利用梁下增加型鋼來增加梁的正截面承載力,。

(2)體外預(yù)應(yīng)力方法,，結(jié)構(gòu)不能滿足正常使用或承載力不足時(shí)，可在結(jié)構(gòu)體外采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固,。該方法相對常規(guī)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力筋便于檢查,、監(jiān)測和替換，預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)無過多接錯(cuò)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失少,。浦東機(jī)場計(jì)時(shí)賓館改造中采用了該技術(shù),。

(3)增加支點(diǎn)法,，水平構(gòu)件承載力不足時(shí)，采用梁下設(shè)立柱或梁上設(shè)吊柱的方法增加支點(diǎn)減少水平構(gòu)件的跨度從而較少梁的荷載效應(yīng),。浦東機(jī)場T1航站樓改造中因功能原因，部分承重墻需拆除,，采用增加支點(diǎn)法的加固,。

4)外包型鋼法，在承重構(gòu)件外包型鋼,，從而增加結(jié)構(gòu)的承力的加固方法,，分為干式外包型加固和濕式外包型鋼加固。干式加固法是型鋼直接外包于構(gòu)件外側(cè),，兩者之間填塞的水泥砂漿不能保證將二者可靠粘結(jié)(即應(yīng)力不能有效傳遞),；濕式外包是在型鋼和原構(gòu)件間填乳膠水泥、環(huán)氧砂漿或細(xì)石混凝土,，從而使兩者粘結(jié)成一體,。這種方法優(yōu)勢是在不擴(kuò)大結(jié)構(gòu)尺寸的同時(shí)，結(jié)構(gòu)承載力増幅大,，施工簡單,，周期較短。不足之處是消耗鋼材較大,，投資成本高,。

5)增補(bǔ)受拉鋼筋法，一般用于梁的加固,，是在構(gòu)件受拉力較大的區(qū)域增補(bǔ)受拉鋼筋來提高承載力,。增補(bǔ)的鋼筋與原來的梁采用全焊接法、半焊接法或者粘結(jié)法進(jìn)行連接,。特點(diǎn)是増補(bǔ)筋應(yīng)力滯后于原筋,，增補(bǔ)筋屈服時(shí)梁產(chǎn)生了大的變形和裂縫；對于全焊接法連接,，會(huì)使原鋼筋變形,，從而導(dǎo)致鋼筋的應(yīng)力滯后現(xiàn)象。

6)纖維加固法,，用高性能粘結(jié)劑把纖維布或片材貼在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件(可以是鋼結(jié)構(gòu),、混凝土或者砌體)表面，或嵌入構(gòu)件,，使兩者共同工作的方法,。纖維增強(qiáng)材料可以是碳纖維CFRP、玻璃纖維GFRP或芳綸纖維AFRP,。該方法不增大截面和結(jié)構(gòu)自重,、強(qiáng)度高,、增強(qiáng)構(gòu)件的耐久性和延性，施工簡便經(jīng)濟(jì),、速度快等,。

4、結(jié)語

1)加層擴(kuò)建后建筑的高度發(fā)生變化,，如果加建后建筑高度超過24m,，改建后的建筑要符合高層建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范，因此加建后的高度應(yīng)盡量控制在24m以內(nèi),。

2)結(jié)構(gòu)加層時(shí),，需要從結(jié)構(gòu)體系、地基基礎(chǔ)的方案選擇中預(yù)估加固總量和工期綜合判定加層改造結(jié)構(gòu)方案,。應(yīng)注重從整體結(jié)構(gòu)出發(fā),，系統(tǒng)提高結(jié)構(gòu)的整體性能，提高結(jié)構(gòu)加固的效率,。

3)剛看到泉州欣佳酒店的倒塌事故,，很痛心！結(jié)構(gòu)改造一定要遵守規(guī)范,、不能擅自改變功能用途……尊重科學(xué),、尊重生命！

參考文獻(xiàn)：

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2.蘭香等，隔減震技術(shù)在既有建筑加固中的應(yīng)用與選擇,，建筑結(jié)構(gòu),，Vol.48，No.18,，2018

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