京广中心加固改造设计
工程概况
京广中心位于北京市东三环，主塔楼高，整体外形为一个度的扇形，地下层，地上层（未计入夹层），地下部分为钢混凝土混合结构，地上部分为钢结构，结构体系为钢框架核心筒，位于度抗震设防区。京广中心原结构由日本公司设计，除抗震规范采用版抗震设计规范外，其余设计规范均为日本建筑学会年代所采用的规范。该工程于年结构竣工。京广中心主塔楼改造内容主要包括：调整地下层到地上层的建筑功能及其划分；拆除原位于层与层之间的夹层，导致结构荷载分布变化及楼面洞口改变；拆除层及层位于酒店大堂处的楼板；层局部增加楼板，调整原有楼梯布置并增加楼梯、电梯；以及层室外地面增加大面积绿化种植区域。主要结构调整前、后布置形式对比详见图1~3。
图 1
地下层建筑功能调整
图 2
层酒店大堂处楼板拆除 
图3 1层室外增加绿化
对加固改造前、后的结构动力特性和受力进行了对比。由工程加固改造前、后模型计算结果可知，结构加固改造后主要性能基本保持不变，加固改造仅在局部范围内改变了结构构件的布置及截面、配筋，对原有结构整体特性及抗震性能没有影响。
2 工程特点
本项目加固改造工程量大，项目设计及施工均较为复杂，主要有以下特点：
(1)本项目25层到52层为办公楼和公寓，在加固改造施工期间，这部分楼层仍然在正常使用。地下1层有大量为此部分楼层服务的机电设备、管线等，施工中这些设备、管线均不能移动和拆改，因此结构加固改造设计需要经常依据现场情况进行调整，以解决加固改造施工与上部楼层正常使用的矛盾。
(2)项目建造时所采用的钢材均为二十世纪八十年代从日本进口的钢材，而加固改造所用的钢材均为现今国产的钢材，在加固施工前，每一种焊接连接都要进行焊接工艺评定，按照焊接工艺评定的要求进行施工。
(3)本项目已经使用20多年，在加固改造过程中发现原有结构已出现了部分缺陷，在加固设计时还需对原结构的缺陷进行相应的加固处理。
(4)本项目设计于二十世纪八十年代，图纸均采用手工绘制，部分竣工图纸模糊不清，无法根据竣工图纸了解施工现场的实际情况。部分设计变更也未完全反映到竣工图中，因此在施工时需根据现场实际情况不断配合调整加固设计方案。
3 加固技术及其应用
3.1 混凝土加固
（1
）粘贴钢板加固施工后的现场实景如图4
所示。
图4 粘钢加固后实景
图5 增大截面加固现场实景
（3）增加截面宽度：遇到结构梁下方有不能移动的机电管线、墙体等影响梁增大截面施工时，通过增加截面宽度来提高结构构件的承载能力（图6，7）。
图7 机电管线影响结构加固
（4）只增加钢筋不增加截面尺寸：项目对净空要求较高，当梁需要提高较多的承载能力且又不能增加梁高度时，采用在结构梁底部只增加钢筋、不增大截面的加固方法，新增加的钢筋与原有钢筋通过短筋焊接连接。现场实景如图8所示。
图9 柱子增大截面加固现场实景
（7）外包钢加固：当结构柱的抗剪承载能力不足时，通过在柱子截面外侧包钢板的办法来提高构件的抗剪承载能力。施工中钢板需要采用焊接连接，故焊接部分的粘钢胶施工需要待焊接完成后才能进行，以避免焊接时产生的高温对粘钢胶的破坏。包钢加固实景如图10所示。
图10 柱子包钢加固后实景
（8）增加次梁加固：增加次梁加固有新增混凝土梁和新增钢梁加固两种，包括增加楼板的承载力、板上新增结构柱子，较大的洞口旁增加次梁，通过增加次梁来改变构件的传力途径，以实现加固主梁和柱子的作用。
（9）增加墙体加固：由于上部荷载增加，部分柱子下方筏板的抗冲切承载能力不足，通过在柱子中间增加墙体的办法来分担筏板所受的冲切力。增加墙体加固实景如图11所示。
（5）1层植筋：裙楼1层柱中钢筋需要和地下1层柱中钢筋焊接连接，但地下室新增剪力墙，需要植筋连接，且钢筋直径较大，达到了36mm，电钻无法施工，采用水钻钻孔并对钻孔周边进行了凿毛处理，以保证钢筋的植筋深度要求。
更多内容详见2014年第24期《建筑结构》杂志文章：《京广中心加固改造设计》，作者：钟聪明，朱岩松，王福安（奥雅纳工程顾问）。
