孔祥寰 安 源

(中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司錦州設(shè)計(jì)院，遼寧錦州 121001)

0 引言

目前磚混結(jié)構(gòu)房屋在我國(guó)尚大量存在，隨著時(shí)代的發(fā)展，一些磚混結(jié)構(gòu)房屋因局部功能發(fā)生改變，需要進(jìn)行改造。在局部拆除墻體的情況下，構(gòu)件布置發(fā)生變化，導(dǎo)致荷載傳遞路徑和受力情況發(fā)生轉(zhuǎn)移［1］，必須對(duì)改造部位采取加固措施，滿足結(jié)構(gòu)受力需要。所以，根據(jù)具體工程選擇安全、合理、經(jīng)濟(jì)的改造方案，并實(shí)現(xiàn)施工相對(duì)簡(jiǎn)單、快捷，是磚混結(jié)構(gòu)改造工程加固設(shè)計(jì)必須考慮的方面。

1 改造工程現(xiàn)狀

磚混結(jié)構(gòu)改造方案必須具備的幾項(xiàng)條件有:在設(shè)計(jì)方面必須保證結(jié)構(gòu)能夠安全使用，不能削弱原有結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)特性;施工必須能夠可行，改造過(guò)程不能出現(xiàn)影響原結(jié)構(gòu)的措施;充分利用現(xiàn)有的材料與技術(shù)，爭(zhēng)取使改造加固工程的工期、投資、效益最優(yōu)［2］。磚混結(jié)構(gòu)改造通常采用托換方案，即采用型鋼或混凝土梁、柱，設(shè)置在改造部位，作為新增的受力構(gòu)件。型鋼構(gòu)件通常采用雙槽鋼，受力性能好，施工方法簡(jiǎn)單安全，施工周期短?；炷翗?gòu)件與原有結(jié)構(gòu)能采用錨栓連接，新舊結(jié)構(gòu)在加固后共同作用性能更好，但是需要的施工周期長(zhǎng)。托換方案適用于已有建筑的加固改造，在磚混結(jié)構(gòu)改造工程中有廣泛應(yīng)用。

2 型鋼框式托換方案簡(jiǎn)介

型鋼框式托換方案，是通過(guò)型鋼梁柱連接形成托換框架取代原有墻體，作為新的承重結(jié)構(gòu)。托換框架的梁柱一般采用雙槽鋼(或工字鋼)。雙槽鋼的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性都很好。施工時(shí)將支承柱的一邊翼緣使用化學(xué)錨栓緊貼于縱墻，另一邊翼緣在墻體上鑿出一條可使綴板穿過(guò)的豎向縫，伸入綴板與兩邊翼緣相焊，繼而形成格構(gòu)式鋼柱。同樣方法，雙槽鋼托梁的頂部與樓板采用化學(xué)錨栓連接，托梁與下部墻體界面處，鑿出可使綴板穿過(guò)的水平縫，伸入綴板焊接成格構(gòu)式鋼梁［2］。托換構(gòu)件完成后，拆除中間墻體，從而實(shí)現(xiàn)改造要求。型鋼框式托換方案適用于墻體大面積拆除或上部荷載較大的情況，例如墻體拆至磚混結(jié)構(gòu)房屋樓面(屋面);墻體拆除后洞口兩側(cè)無(wú)墻體或構(gòu)造柱;拆除處上部有人員密集情況或受荷面積很大。型鋼框式托換方案具有傳力路徑明確、整體性能好、工期快捷的優(yōu)點(diǎn)。

3 工程實(shí)例

化工加氫車間辦公樓建于20世紀(jì)80年代，磚混結(jié)構(gòu)，共3層，平面規(guī)則，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土筏板形式?？v橫墻承重，承重墻采用MU7.5普通燒結(jié)磚，M5混合砂漿砌筑。樓(屋)面板采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，各層均設(shè)圈梁，轉(zhuǎn)角及縱橫墻交接處均無(wú)構(gòu)造柱。由于使用功能改變，現(xiàn)將底層⑦軸～⑧軸間外墻及內(nèi)墻兩處原墻體拆除，加開(kāi)大門洞。改造平面圖見(jiàn)圖1。按照改造方案對(duì)磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算，原有筏板基礎(chǔ)能夠滿足上部荷載承載力要求。因此，只需考慮改造加固后結(jié)構(gòu)的安全可靠，施工過(guò)程的方便可行。不能因改造加固造成其他部位的損壞。此次改造將底層縱墻局部拆除，對(duì)結(jié)構(gòu)空間剛度和整體性影響不大。因要求洞口兩側(cè)要開(kāi)至最大，墻體上部拆至原有圈梁下，且施工周期要短，故采用型鋼框式托換方案，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)計(jì)方案。經(jīng)勘察，原磚混結(jié)構(gòu)房屋圈梁高120 mm，高度較小，如果托梁采用化學(xué)錨栓與圈梁連接，施工進(jìn)度及施工效果均不理想。該磚混結(jié)構(gòu)房屋縱橫墻交接處無(wú)構(gòu)造柱，在保證受力滿足要求的前提下，必須保證加固后新增型鋼框架與原有結(jié)構(gòu)的整體作用。針對(duì)以上問(wèn)題，加固設(shè)計(jì)方案調(diào)整如下:采用圈梁外包通長(zhǎng)角鋼替代化學(xué)錨栓;在縱橫墻交接處增加混凝土鍵［3］與墻體采用拉結(jié)筋有效連接。外墻托梁加固示意圖具體如圖2所示，內(nèi)墻新增柱加固示意圖見(jiàn)圖3。

圖1 辦公樓一層結(jié)構(gòu)改造平面圖

圖2 外墻托梁加固示意圖

圖3 內(nèi)墻新增柱加固示意圖

施工托梁時(shí)，先在原有圈梁兩側(cè)各鑿出通長(zhǎng)水平縫，并將圈梁角部磨圓，角鋼與圈梁結(jié)合面涂粘結(jié)劑，伸入角鋼。再每隔一定距離鑿出一條水平縫，伸入鋼板與角鋼焊接。然后將托梁高度范圍內(nèi)的墻體鑿除一側(cè)，放入一根槽鋼，同樣做法安裝另一側(cè)槽鋼。雙槽鋼下的連接綴板，亦以鑿縫形式伸入，與槽鋼翼緣焊接，形成格構(gòu)式組合梁。托梁槽鋼兩端安裝封板，形成封閉式箱形截面。封閉式箱形截面在加強(qiáng)托梁強(qiáng)度及穩(wěn)定性的同時(shí)，有利于防腐蝕及便于工程裝修裝飾。

在縱橫墻交接處設(shè)置的混凝土鍵，入墻深度180 mm，采用無(wú)收縮C25混凝土，配置4φ8鋼筋和3φ6箍筋。由于新增支承柱為雙槽鋼，為保證其與混凝土鍵的有效連接，工程中采取如下連接方式:1)混凝土鍵外面預(yù)埋鋼板埋件，與新增柱焊接;2)清除原墻飾面貼磚基面后，用φ12拉結(jié)鋼筋一邊與支承柱翼緣焊接，一邊與距離墻邊1 500 mm(或門窗洞口處)的墻內(nèi)混凝土塊連接。

墻體的拆除必須待新增的型鋼框架達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。拆墻的時(shí)候，應(yīng)從中間開(kāi)始，分段對(duì)稱，從上往下依次順皮拆除［4］。新增支承柱底部與基礎(chǔ)的加固，也很重要。此工程中采用支承柱外各面套靠槽鋼，槽鋼底部翼緣與筏板基礎(chǔ)錨栓連接的方法。套靠的槽鋼作為加強(qiáng)鋼箍，保證了構(gòu)件與基礎(chǔ)的可靠連接?；瘜W(xué)錨栓的選用必須滿足相應(yīng)規(guī)范與規(guī)程的要求，按照產(chǎn)品說(shuō)明嚴(yán)格施工。為保護(hù)室內(nèi)地面下型鋼構(gòu)件不受地下水的腐蝕，可以采用素混凝土包裹柱腳。

4 施工注意事項(xiàng)

施工時(shí)要注意進(jìn)行建筑物的受力與變形等觀測(cè)，注意保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不能猛敲猛打，必須確保加固工作完成且加固構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行相關(guān)的拆除工作。如出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施予以處理。在工程施工前必須完全理解改造加固的原則及其需要，施工過(guò)程中要減少加固層以上的樓層對(duì)底層的附加荷載，合理有序的按照施工組織進(jìn)行施工。同時(shí)還必須做好對(duì)新舊界面的處理，鑿毛、充分濕潤(rùn)、接漿(或使用其他界面劑)，保證連接面的質(zhì)量及可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

型鋼框式托換加固方案能夠有效的實(shí)現(xiàn)磚混結(jié)構(gòu)改造需要，在此基礎(chǔ)上根據(jù)工程情況調(diào)整后的加固做法，因地制宜的實(shí)現(xiàn)了改造工程需求，得到了滿意的改造結(jié)果?？梢?jiàn)，以型鋼框式托換方案為基礎(chǔ)的改造工程做法，在磚混結(jié)構(gòu)加固改造工程領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，可為類似改造加固工程提供有價(jià)值的參考。

［1］向 波，張圣華，文雙玲.某磚砌體結(jié)構(gòu)辦公樓大空間門廳改造施工［J］.工業(yè)建筑，2007，37(6)：95-97.

［2］劉成清，曾 欣，趙世春，等.型鋼框式托換法在磚混房屋改造中的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用［J］.工程抗震與加固改造，2010，32(6)：67-72.

［3］GBTK 2006，國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖庫(kù)［S］.

［4］王曉梅，邵界立.舊房改造中拆除承重磚墻技術(shù)［J］.基建優(yōu)化，2002，23(2)：53-54.

［5］郎 婷，惲 波.某中學(xué)教學(xué)樓的改擴(kuò)建加固優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.山西建筑，2013，39(17)：41-42.