費繼華

1 工程概況

原結(jié)構(gòu)建于20世紀80年代，為地下1層，地上3層房屋，地上部分為磚混結(jié)構(gòu)房屋，屋面、樓面結(jié)構(gòu)均為混凝土預(yù)制多孔板(局部為混凝土現(xiàn)澆板)，現(xiàn)澆混凝土梁，磚壁柱，墻體為一磚實砌墻(局部為半磚墻)，地下部分為人防，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為混凝土筏板基礎(chǔ)，加固前原建筑見圖 1。

2 主要結(jié)構(gòu)現(xiàn)象及加固思路分析

由于使用功能的改變，原結(jié)構(gòu)使用荷載為2.5 kN/m2，現(xiàn)在按招標方提供的實際使用用途和GB 50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，考慮以后實際使用功能可能的改變，參照《鑒定報告》蘇房鑒處(2009)安鑒A字第1號復(fù)核計算的荷載取值，本工程實際復(fù)核計算荷載取值如下:

1層(餐廳):恒荷載3.5 kN/m2，活荷載3.5 kN/m2;

2層(展廳):恒荷載3.5 kN/m2，活荷載3.5 kN/m2;

3層(會議室):恒荷載3.5 kN/m2，活荷載3.5 kN/m2;

屋面(不上人):恒荷載4.0 kN/m2，活荷載 0.5 kN/m2。

根據(jù)《鑒定報告》蘇房鑒處(2009)安鑒A字第1號的計算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)主要問題有:

1)1層～3層②軸～⑤軸磚壁柱受壓承載力不夠;2)外墻四角、樓梯間四角、縱橫墻交接處均未設(shè)置混凝土構(gòu)造柱，不符合現(xiàn)行規(guī)范要求;3)原圈梁較薄弱。

2.1 加固原則

由于原結(jié)構(gòu)始建于20世紀80年代，雖然目前保存較為良好，但是由于時間的變遷，當時的規(guī)范已經(jīng)和現(xiàn)在有很大的不同，要使其滿足現(xiàn)行的規(guī)范是不大可行的，因此本次加固要大幅度提高原建筑的承載能力及抗震能力。

2.2 加固方案驗算及分析

2.2.1 磚壁柱加固

1)思路分析:由于經(jīng)檢測砂漿強度僅為 M0.5，經(jīng)驗算原磚壁柱抗壓強度不夠，現(xiàn)在磚壁柱擬采用外包混凝土圍套的加固方法進行加固，原截面尺寸為370×730，加固后截面尺寸為 610×850。

2)加固驗算:經(jīng)過計算，恒荷載 GK=391.86 kN、活荷載 QK=48+56+48+24=176 kN;軸向力設(shè)計值 N=1.2GK+1.4QK=716.63 kN;高厚比 β=H0/h=4.65/0.31=15;鋼筋面積 As′=3.14×64×14=2 814 mm2;配筋率 ρ=As′/(bh)=2 814/(610×850)=0.54%;查表得組合磚砌體穩(wěn)定系數(shù) φcom=0.95;當為混凝土面層時，受壓鋼筋的強度系數(shù)ηs=1.0;組合磚砌體軸心受壓構(gòu)件承載力:

Nmax=φcom(fA+fcAc+ηsfy′As′)=0.95 ×[0.79 ×370 ×510+14.33×(850×610-370×510)+1.0×300×2 814]=5 433 kN。N＜Nmax，方案可行。

3)加固方案:考慮到加固過程中盡量減少對原結(jié)構(gòu)的破壞，同時應(yīng)滿足加固后的使用要求，擬將每壁柱室內(nèi)凸出部分鑿除120 mm，磚壁柱兩側(cè)磚墻鑿除120 mm，再外包混凝土圍套，加固后截面尺寸為610×850(其中室外凸出部分為610×120，室內(nèi)凸出部分為490)，這樣混凝土圍套將磚壁柱緊緊包裹，可以使混凝土圍套和磚壁柱結(jié)合成一個整體來共同受力，提高柱的受壓承載力，如圖2所示。

2.2.2 增設(shè)構(gòu)造柱

在外墻四角、樓梯間四角、縱橫墻交接處新增構(gòu)造柱，本著盡量減少對原磚墻破壞的原則，擬采取磚墻轉(zhuǎn)角外包混凝土柱的方法，箍筋穿墻連接，使混凝土柱和原磚墻連接成一個整體，以提高原結(jié)構(gòu)的抗震能力，如圖3所示。

2.2.3 增設(shè)圈梁

由于原結(jié)構(gòu)圈梁尺寸偏小，為 120×100，現(xiàn)擬在所有外墻標高4.000，7.600，11.200處增設(shè)圈梁一道，尺寸120×240，以提高原結(jié)構(gòu)的抗震能力，見圖4。

3 加固改造后效果

經(jīng)過加固改造后，原大樓已經(jīng)煥然一新，如圖5所示。

4 結(jié)語

磚混結(jié)構(gòu)的加固，要使其完全達到現(xiàn)行的規(guī)范是有難度的，只能在原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高其承載能力和抗震能力;這和本年度全國中小學抗震加固的觀點一致:不同年代的建筑滿足相應(yīng)年代的規(guī)范。

[1] GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] CECS 25∶90，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 李宏毅.淺談磚混結(jié)構(gòu)的加固[J].山西建筑，2009，35(36):73-74.