798伊比利亚画廊改造加固设计

798伊比利亚画廊改造加固设计

王世猛

九源（北京）国际建筑顾问有限公司

【摘要】工程位于北京798艺术区属8度抗震设防，为上世纪60年代德国援建的一个大厂房和后来人们在周围贴建的一些砖混结构，此厂房经受了唐山大地震的考验。新建筑与原建筑完美结合，对原结构进行了加固处理，一部分拆除重建。设计中主要解决的问题是：明确新、老结构体系的受力关系，新建筑尽量避开老建筑让其自成体系，设计新、老构件的连接与复杂加固部位的节点做法。

【关键词】抗震加固；基础加固；植筋；特殊砖墙设计；托梁转换

1.工程概况

伊比利亚当代艺术中心位于北京798艺术区内，是一个厂房改造项目。初始基地由一组工业建筑组成，总建筑面积为3000m²。其中，最大厂房建筑面积约为1000m²，净空高达8～11m。经质量检测和鉴定，结果显示基础稳定，主要抗震构件外观较好，未发现蜂窝、麻面、钢筋外露、混凝土脱落等外观质量缺陷。

抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ类。

此次改造要求在A区厂房内增加一个三层的办公楼为钢框架结构，在A厂房的西侧贴建一个一层的储画仓库为剪力墙结构，对厂房B区进行加固做出一个夹层作为展览室。A区的南侧外扩新建一个门式钢架的厂房作为画廊的主入口和展览室。在厂房B区的南侧贴建一个弧形的咖啡馆作为休闲场所，D区增加加一个夹层作为图书阅览区（见改造后结构图）。

新增建筑主要以钢结构和对原砖混结构的加固为主，既不对原结构造成破坏，还要满足新建筑的功能要求和抗震计算，对结构设计和施工技术要求很高。

2.砖混厂房加固设计

由于原结构年代较为久远，又多为砖混和预制构件，以新结构以尽量减少对原有结构的不利影响为原则，避开原建筑自成体系。由于B区厂房需要在原房间内加建一层，采用了钢梁与压型钢板承重体系，这样即减轻了自重又便于施工，还减少了地震反应。由于新增加了一层荷载，对原建筑的柱子和基础影响较大，因此对砖柱和独立柱基进行加固。对砖柱外加钢筋和箍筋再打100厚的C25混凝土增大柱子截面，挖开基础然后外浇混凝土增加基础截面，同时对原基础植筋，保证混凝土与原基础协同工作（见图1）。新增柱子与原砖墙的加固也采用类似的方法（见图2）。

采用植筋时，应注意最小边距和最小中距的规定，还应特别注意在原有构件钢筋密集的部位钻孔和定位的可能性，并应严禁损伤和截断原构件受力钢筋。植筋和锚栓部位必须用仪器探明原有构件钢筋的位置，在梁柱节点等钢筋密集、仪器难以测定钢筋的部位，应剔凿掉混凝土的保护层，直接暴露出钢筋的位置，然后躲开原有钢筋钻孔，在剔凿部位植筋或埋置锚栓后必须用环氧砂浆或聚合物砂浆恢复保护层。

3.特殊砖墙设计

a.正立面砖墙设计由于建筑想做成一种非常规的立砖式砌法，我们考虑用结构胶把4块砖首尾相粘连成整体增加了原砌体的刚度，这样就可以满足建筑的要求，结构还可以实现。（见图3）

正立面的砖墙高度达到5.4米，而且有许多镂空的地方，我们在墙体中部增加了一道混凝土水平拉梁，就藏在组合砖砌体的中部，两端与钢框架柱焊接。另外由于外墙位于新建的钢结构中，因此砖与钢结构的拉结一定要牢靠。我们在砌体之间增设500长的钢筋网一端与钢结构主体焊接另一端与砌体水平拉筋连接。这样增加了整面墙体的整体性，不至于地震时墙体破坏脱离原结构。

b.咖啡馆弧形墙设计咖啡馆的外墙不但平面做成了一道弧形，垂直方向也是弧形，这样的外形用砖无论如何也无法砌出来。我们就用钢结构作为他的骨架，用砖外贴，同样达到了建筑效果。结构模型如图（图4）所示，我们用了一个单榀的钢架来简化计算，把两段的荷载折算进来。再把砖墙等效成集中力放在折点处。

主体计算完成了，最终的成功还要看施工队伍的配合。他们先在框架外做成弧形的模板，在铺钢丝网抹灰，最后把方砖整齐的贴好，最后感觉就像是砌成的。有了施工人员的出色发挥，最后砖墙的效果非常出彩。

4.托梁转换

由于室内新增了一个三层高的小办公楼，正巧与原厂房屋架的下弦干相碰，刚好下弦杆从三层办公室的半层高位置穿过（见图5）。在不影响原厂房屋顶的前提下我们用了托梁转换的方案剪掉了下弦杆。

我们在原柱子的两侧新增了两榀框架来代换原来的那一榀。由于取消了下弦杆，屋面对柱子的侧推力就传到了基础，经过计算侧推力很大基础需要做到两米多，由于原基础的外边就是别人的厂房，所以基础加大的方案行不通。后来决定在地面下500增设一个下弦杆来提抗屋顶传来的侧推力，这样对原基础只做一般的加固就可以了。两榀框架在竖向每隔500高做一个拉结以便与原框架紧密连接。

在托梁的节点设计上我们使用的是用马蹬梁顶起原框梁，在不紧密的地方塞钢板使屋顶的荷载通过马蹬全部传到两旁的柱子上，彻底隔离原框梁。最终在剪断下弦杆的时候，那跟下弦钢筋已经很松垮吃不上什么力了。

5.结语

麻雀虽小五脏俱全，别看只有3000平米的画廊改造却融合了几乎所有的抗震加固技术和一些艺术性很强的小设计。虽然建筑师对房屋的要求各不相同，但抗震设计的理念贯穿整个改造加固的工程之中。工程师在运用自身专业知识的同时与建筑师紧密结合从而达到最佳的效果。

参考文献：

[1]GB50011-2001《建筑抗震设计规范》（2008版）

[2]GB50017-2003《钢结构设计规范》

[3]《建筑结构专业技术措施》北京市建筑设计研究院编

[4]《建筑抗震加固技术规程》