李宇华

（北京构力科技有限公司上海分公司 200023）

注：本项目来自苏州科技大学建筑设计研究院 焦令辉（高级工程师）

一、工程概况

本工程位于江苏省张家港市，该项目为2000年左右建成。2001年8月1日以前苏州全市地震烈度均为6度，一般建设工程均按6度进行抗震设防。本工程原实际抗震设防取6度0.05g，设计地震分组为第一组，Ⅲ类场地，场地特征周期0.45s。采用混凝土框架结构形式，分为左右两栋建筑。左侧建筑为地上3层，地下1层，建筑高度为7.50m。

原建筑属于标准设防类，原建筑功能为社区用房，使用功能发生改变，变更为办公楼，后续使用年限为50年，C类建筑。右侧建筑为地上四层（带出屋面）地下1层，建筑高度14.70m。原建筑属于标准设防类，原建筑功能为社区用房，使用功能发生改变，变更为办公楼，后续使用年限为30年，A类建筑。

二、工程设计

2.1 设计的主要依据和资料

（1）《建筑抗震设防分类标准》（GB50223－2008）；

（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009－2012）；

（3）《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068－2018）；

（4）《建筑抗震设计规范》（GB 50011－2010）（2016版）；

（5）《混凝土结构加固构造》（13G311-1）；

（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）（2015版）；

（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）；

（8）《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2012）；

（9）《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)；

（10）《中国地震动参数区划图》GB18306-2015；

（11）《房屋建筑抗震加固（五）（公共建筑抗震加固）》（13SG619-5）；

（12）《既有建筑鉴定与加固通用规范》（GB55021-2021）；

2.2 PKPM-JDJG软件加固结构分析设计软件使用流程

采用PKPM-JDJG软件进行混凝土框架结构的计算分析，由于项目建成时间较长，所需原始结构模型无法提供。利用PKPM-JDJG模块功能依据鉴定单位现场实测材料强度值、真实截面尺寸、结合保存的图纸资料进行PKPM混凝土加固模型建模及实配钢筋的录入。根据后续使用年限选择相应的规范和建筑类别，通过软件计算对结构进行抗震鉴定和安全鉴定等。在抗震鉴定和安全性鉴定的基础上对不满足承载力的构件进行加固方案布置，并进行计算后查看加固后结果判断加固方案是否满足设计需求，最终完成混凝土结构加固设计。PKPM-JDJG软件具体操作流程如下：

三、计算应用实例

3.1 实例1：柱外包型钢法加固承载力验算

张家港某社区用房（图1-1）因使用功能的变更，设计到因规范调整导致的抗震设防烈度的改变，原设计为6度0.05g，如今抗震设防烈度为7度0.10g；同时根据新通规等要求其一些功能房间使用荷载部分也发生了变化。因此结合鉴定单位提供的抗震构造措施鉴定报告和PKPM-JDJG软件计算得出的安全性鉴定评级结果，及软件相关鉴定结论对一些构件承载力不满足要求的构件进行加固方案布置并验算。如图3-1所示左侧办公楼地上1-2层某柱配筋不满足要求，经过方案对比和沟通，最终选择外包型钢法进行加固。

利用PKPM-JDJG软件，我们对左侧办公楼结构配筋进行了SATWE计算。通过对比计算得到的配筋需求与现有结构的实际配筋情况，我们确定了两者之间存在的差异。我们将预估的加固截面尺寸参数输入到JDJG软件中（图3-1右上角），进行计算分析。在软件完成计算后，我们得到了详细的构件信息计算书（图3-2）。通过审查计算书，我们能够准确地判断新增型钢截面面积是否满足了加固方案的设计要求。这一评估过程不仅确保了加固方案的有效性，也为后续的施工工作提供了可靠的依据。

3.2实例2：梁增大截面法加固验算

张家港某社区用房（图1-2）因使用功能的变更，设计到因规范调整导致的抗震设防烈度的改变，原设计为6度0.05g，如今抗震设防烈度为7度0.10g；同时根据新通规等要求其一些功能房间使用荷载部分也发生了变化。

因此结合鉴定单位提供的抗震构造措施鉴定报告和PKPM-JDJG软件计算得出的安全性鉴定评级结果，及软件相关鉴定结论对一些构件承载力不满足要求的构件进行加固方案布置并验算。

如图3-2所示右侧办公楼地上几层均有梁、柱构件配筋不满足要求，经过方案对比和沟通，最终框架柱选择外包型钢法进行加固，梁选择增大截面法、外贴钢板、外贴碳纤维的加固等方式；

3.2.1 梁增大截面法加固

上述3.1案例中对PKPM-JDJG模块怎么计算加固构件进行了阐述，软件是根据相关规范，将布置加固方式以后的构件计算出的新配筋和原有配筋进行对比，利用差值来依据等效钢筋面积的原则换算加固材料用量。案例二中将不会再进行重复赘述，对于部分梁构件，设计师选择梁增大截面法方式进行计算（图3-3），该加固方法同样在众多实际项目中已经广泛应用，安全可靠、施工技术成熟、质量易于保证、可满足构件承载力不足需求。

采用增大截面法以后，软件计算完成以后，可以在结果里面看到新增截面里面要补充的钢筋量。按照计算结果展示的需新增钢筋面积结果就可以完成梁加固设计，简单方便，计算书完整，用户无需再自己考虑如何计算等问题，配合PKPM加固施工图即可完成设计。

3.2.2 梁外贴碳纤维法加固

对于其余大部分梁构件，设计师选择梁外贴碳纤维方式进行计算（图3-5），该加固方法同样在众多实际项目中已经广泛应用，得益于碳纤维的强度比传统钢材强、碳纤维施工简便，工期更短、质量较轻、成本相对更优、耐腐蚀性能也不错、适用各种结构类型、对原使用功能影响较小等优点。软件中先预设纤维相关参数即可在构件上布置并进行计算了。

根据实验研究和工程实践，碳纤维加固混凝土梁能显著提高正截面承载力，提高幅度大致在10%到160%之间。然而，这一范围受到多种因素的影响，如碳纤维的粘贴量、粘贴工艺、原结构的性能等。

《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的规定，碳纤维加固混凝土结构的正截面承载力提高幅度一般不应超过40%。这一限制是为了控制加固后构件的裂缝宽度和变形，避免因受弯承载力提高后而导致构件受剪破坏先于受弯破坏。

外贴碳纤维加固是一种有效的提高结构正截面承载力的方法。然而，具体的提高幅值受到多种因素的影响，需要根据实际情况进行评估和计算。在实际工程中，应根据原结构的性能、加固需求和工程经济性等因素综合考虑，选择合适的碳纤维加固方案。同时，在施工过程中应严格控制粘贴工艺和质量，确保加固效果达到预期目标。

四 结论

在城市更新及旧房改造加固方面，准确的考虑相关加固规范和设计标准对进行加固的结构计算至关重要。PKPM-JDJG模块作为一款专业的鉴定加固设计软件，可以为设计师提供图纸建模、结构分析、设计到施工图全过程支持。相关规范和常见新材料、新方法的加固形式也都及时进行更新。用良好的交互界面、简洁直观的功能菜单、清晰的使用流程，一个平台完成混凝土加固全部工作，极大的提高了效率。

对于工程中常见的不对称加固（双边、三边）、圆柱加固、复合加固等方式都做了支持，可以更灵活地满足不同建造年代、不同后续工作年限结构的抗震鉴定和加固设计需求。

本次苏州张家港社区用房改造办公楼项目，所采用的增大截面法、外贴碳纤维、外贴钢板等常用加固方式，软件已经做了支持，并且与现行规范相匹配，对设计师的加固改造设计提供了极大的便利。

未来PKPM将会在JDJG模块中新增AI智能算法帮助设计师用算法选择最经济合理的加固方式，加固设计将会走向“更简单、更智能”时代！

参 考 文 献

[1] GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.

[2] GB50292-2015,民用建筑可靠性鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.

[3] GB 50367-2013,混凝土结构加固设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.