摘要：如果一座就工业建筑具有宽敞的空间，结构良好，在其失去生产功能之后，通过建筑结构设计和改造，依然可以用作其他用途，本文以某工业建筑改造为实例，详细的阐述了改造过程中相关的建筑结构设计方案。
关键词：工业建筑，结构设计，办公楼，工业厂房

1需改造的厂房概况

改造和再利用旧工业建筑拥有许多优势，合理利用资源，降低浪费，有效地带动我国工业的发展和生产。本文针对某旧工业厂房实施了改造，将其改造为办公楼，以便供人们办公使用^[1]。旧工业厂房高度为3层，其结构为双跨钢筋混凝土装配整体式框架，跨度为6m，厂房的总宽度为12m，柱距为6m，总长度为114.4m，伸缩缝位于60m处，缝净宽度为0.4m，一层层高为8m，二层的高度为6m，三层的高度为5m，厂房的柱使用的是预制钢筋混凝土柱，梁使用的是花篮梁。厂房的楼面使用了预应力槽形板，屋面使用了预应力多孔板，在楼板和屋面板上，浇筑了一个厚度为100mm的装配整体式结构，厂房采用柱下混凝土条形杯口为基础，纵向布置，厂房在设计时没有考虑抗震设防，因此中柱和边柱之间没有设置柱间支撑，中柱纵向没有设置纵向框架。

2结构设计方案

2.1 改造方案设计

厂房改造为办公楼的总体方案是在一层和二层之间增加一层，原二层拆除楼板后，降低1.4m之后重做，三层的楼板、屋面和框架柱保持不变，这样就将三层楼房改造为一个四层的楼房。一层作为展示厅，其他三层楼房作为办公室使用，为了将来使用的方便性，业主方同时还要求改造后的办公楼保持较大的空间，以便能够自由的实施分隔，由于增加了楼层，导致建筑附加荷载，因此增加的那一层选择钢结构层，将钢梁架设在原厂房的混凝土柱上，并且铺设组合楼板，这样就可以使得增层产生的附加荷载直接传递到了基础上^[2]。

2.2 改造结构设计

2.2.1 加固基础
根据厂房所处的周边环境，考虑原有基础的现状，其所能承受的荷载重量大小，根据施工作业面受到的各种限制，在实施加固基础是，方案选择使用锚杆静压桩，在柱底的基础承台两侧压入两根对称的桩^[3]。经过科学计算，方案需要选用截面尺寸大小为200mm×200mm的混凝土方桩作为静压桩，其中桩的长度为18m，桩身的混凝土强度等级为C30，单桩设计的承载能力设置为400kN，在改造工程过程中，原柱下基础的承台厚度为1.3m，宽度同样设置为1.3m，由于在上述厚度的承台钻桩孔的难度非常大，因此方案在实施过程中在底板紧靠承台处钻孔，由于边柱基础底板纸币承台宽度宽0.4m，这样就无法满足柱孔布置关于压桩孔边缘最小间距的构造要求，因此加固时，需要将边柱基础底板上上桩孔周围的底板清楚，保留开凿出来的钢筋，同时使用相同直径的钢筋焊接在一起，加长桩孔四周的底板宽度使其满足桩孔布置构造要求。
2.2.2 柱加固
在改造厂房为办公楼期间，由于新增的楼层使用钢结构，原混凝土柱需要加固，为了最大程度的保持原结构的使用空间，改造过程中选择柱加固的方法为湿式外包钢法。在柱脚处，柱外包角钢和基础承台中植钢筋实施焊接，这样就可以使角钢承受的荷载能安全可靠地传递到基础，原混凝土柱和角钢之间用结构胶粘结，并通过焊接的方法与缀板连成一体，同时，角钢外侧采用焊拉结筋，这样就可以确保有效的链接填充墙和框架柱。加固柱之后，在外包角钢柱表面涂抹M10规格的钢丝网水泥砂浆，以便确保柱加固后的抗火性和耐久性^[4]。
2.2.3新增楼面钢梁
对于新增加的二层、三层和四层的楼面，改造过程中均使用工字型的焊接钢梁，将每一个梁柱节点设计成纵横双向框架节点。
2.2.4梁柱节点
梁柱节点的设计是该工程设计与施工的难点^[5]。由于厂房处于7度抗震设防地区，如果通过增加纵横墙来加强结构的抗震性能，那么楼层空间划分将受到很大的限制。为了使楼层具有便于分隔的空间，决定利用框架的整体性来提高结构的抗震能力，这就要求梁柱连接为刚性连接。大量震害表明，现场节点焊接在地震作用下容易发生脆性破坏。因此，加固设计中采用了加劲围套梁柱节点的方法，即在工厂进行围套节点的加工制作，在现场将两块加工好的围套构件用螺栓进行对拼连接。

4结语

通过对某厂房实施办公楼项目改造的实践，在改造过程中总结以下体会：
（1）对于很多类似工业厂房来讲，起建造年限久远，空间整体性较差，改造过程中应与抗震加固相结合。
（2）原有的厂房排架结构或装配整体式框架结构，其特点是具有简单明显的横向主框架方向和纵向次框架方向。厂房的主框架方向一般能满足改造后的承载力要求，但在厂房的次框架方向一般不能满足地震荷载下的承载力和位移要求，需要提高次方向的刚度，如增加该方向的框架梁或局部增加抗震墙，使改造后的结构成为双向框架结构。
（3）改造过程中，关键问题是设计框架节点，设计过程中应该基于有可靠的强度和刚度的原则，以便确保改造后的办公楼能够满足地震荷载下的位移要求和承受能力的要求，保证原结构与新增梁板共同作用。
（4）厂房的基础是条形基础，可根据实际情况验算，决定是否需要加固。设计时尽可能减小增层结构的荷载，最有效地利用原有基础，降低成本。

参考文献

[1] 魏保敏. 工业建筑结构设计体会[J]. 山西建筑. 2011(14)
[2] 王钰,张汉卿. 试述工业厂房的结构设计及常用体系[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(03)
[3] 张勇. 高层建筑结构概念设计应注意的问题[J]. 价值工程. 2011(11)
[4] 王洪兵,李长凤,徐丽. 高层建筑设计的结构构想探讨[J]. 价值工程. 2011(03)
[5] 闫德楼,闫立红. 多层工业厂房结构设计问题的若干探析[J]. 中国科技财富. 2011(03)