劉 宏 偉

(大同煤炭建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

既有磚混結(jié)構(gòu)加層改造可行性分析

劉 宏 偉

(大同煤炭建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

以呂梁市中陽縣星宇幼兒園教學(xué)樓為例，根據(jù)該教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)形式以及荷載情況，采用直接在原結(jié)構(gòu)頂層加蓋一層磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行加層改造，利用PKPM結(jié)構(gòu)計算分析軟件對該教學(xué)樓墻體構(gòu)件進(jìn)行了加層后的受力分析，為類似的直接加層法提供參考。

磚混結(jié)構(gòu)，加層改造，墻體，抗震

0 引言

我國的一個典型特點(diǎn)是人多地少，所以土地的合理使用就尤其重要。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，多樣化的教學(xué)環(huán)境有更好的學(xué)習(xí)效果，因此家長對學(xué)校人均使用空間和娛樂設(shè)施的多樣性的要求逐漸提高。在國家經(jīng)濟(jì)實力和建筑用地有限的情況下，對既有建筑的加層改造既要滿足現(xiàn)階段的使用要求，也要節(jié)省資金和土地。

1 工程概況

呂梁市中陽縣星宇幼兒園教學(xué)樓竣工于2002年，該建筑平面投影呈L形，為地上3層，地下1層的磚混結(jié)構(gòu)，各層層高均為3.9 m；建筑室內(nèi)外高差均為0.6 m，建筑總高度為12.3 m，總建筑面積為2 074.20 m2。該結(jié)構(gòu)樓、屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由縱、橫墻體共同承重，墻體形式為普通燒結(jié)磚砌體結(jié)構(gòu)，其中外墻厚度370 mm，內(nèi)墻厚度240 mm；樓梯間四角、外墻四角及大梁底均設(shè)有構(gòu)造柱，并且各層均設(shè)有圈梁。該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式為磚砌條形擴(kuò)展基礎(chǔ)。目前為滿足使用要求需要在該結(jié)構(gòu)頂層再加蓋一層，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和抗震性能的影響下，決定采用直接加層法(在原結(jié)構(gòu)頂層加蓋一層磚混結(jié)構(gòu))進(jìn)行加層改造。中陽縣星宇幼兒園教學(xué)樓標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖見圖1。星宇幼兒園立面現(xiàn)狀見圖2。

2 墻體砌筑砂漿強(qiáng)度檢測

砂漿在磚混結(jié)構(gòu)中起著粘結(jié)粘土磚和傳遞荷載的作用。為準(zhǔn)確的評定既有結(jié)構(gòu)是否滿足加層改造的要求，依據(jù)貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程JGJ 136—2001的有關(guān)規(guī)定，采用貫入法檢測、評定該結(jié)構(gòu)砌筑砂漿的實際抗壓強(qiáng)度。受現(xiàn)場條件所限，現(xiàn)場僅在-1層范圍內(nèi)隨機(jī)抽取7個測區(qū)進(jìn)行墻體砌筑砂漿強(qiáng)度檢測，-1層的墻體砌筑砂漿為水泥砂漿。砌體砂漿強(qiáng)度檢測結(jié)果見表1。

(1)

(2)

3 加層后整體結(jié)構(gòu)計算分析

為評定該教學(xué)樓既有結(jié)構(gòu)是否滿足直接加層的要求，以實際檢測結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合原設(shè)計圖紙等相關(guān)資料，按照實際的荷載條件及材料性能，加層部分結(jié)構(gòu)布置形式暫定與現(xiàn)有3層結(jié)構(gòu)一致，采用PKPM結(jié)構(gòu)計算分析軟件對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計算，結(jié)構(gòu)計算模型見圖3，模型中構(gòu)件截面尺寸參數(shù)、材料強(qiáng)度以現(xiàn)場檢測結(jié)果為準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)樓、屋面恒荷載取值依據(jù)實際做法計算得到；樓屋面活荷載取值依據(jù)現(xiàn)行GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值；結(jié)構(gòu)自重由計算軟件自動導(dǎo)算。地震作用依據(jù)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范取值；結(jié)構(gòu)計算依據(jù)GB 50003—2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范。詳細(xì)參數(shù)見表2。

經(jīng)計算，經(jīng)過加層改造后該結(jié)構(gòu)-1層有一片、1層有兩片墻體在靜力荷載作用下抗力與荷載效應(yīng)小于1。墻體構(gòu)件的受壓承載力計算結(jié)果見圖4～圖8。

表2 荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)選取

由于中陽縣的抗震設(shè)防烈度為6度，在結(jié)構(gòu)計算中由靜力荷載起控制作用，結(jié)構(gòu)體系只需滿足抗震構(gòu)造措施，且通過抗震計算可知，經(jīng)過加層改造后該結(jié)構(gòu)所有墻體抗力與荷載效應(yīng)均大于1，這說明該結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿足GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求。

根據(jù)上述驗算結(jié)果，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)表4.4.2條的有關(guān)規(guī)定，對該結(jié)構(gòu)各墻體構(gòu)件的安全性等級進(jìn)行評定，詳細(xì)結(jié)果見表3。

表3 墻體構(gòu)件的安全性等級評定結(jié)果

4 結(jié)論及建議

根據(jù)委托方對該教學(xué)樓使用功能的需求，初步擬定在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上部直接增加一層磚混結(jié)構(gòu)。采用直接加層法，即按原結(jié)構(gòu)墻體布置，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的頂層墻體上直接砌筑磚墻，然后架設(shè)屋面板。采用砌體結(jié)構(gòu)直接加層方案，加層后結(jié)構(gòu)材料統(tǒng)一，立面協(xié)調(diào)美觀，新舊構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)處理容易實現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)性較好。按此加層思路對直接加一層磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，由計算結(jié)果可知，該結(jié)構(gòu)大部分墻體承載力能夠滿足加層要求，僅有個別短肢墻體構(gòu)件抗力和荷載效應(yīng)比不滿足相關(guān)要求。因此，針對結(jié)構(gòu)加層后抗力與荷載效應(yīng)比值不滿足要求的砌體構(gòu)件，應(yīng)采取適當(dāng)加固措施，使其滿足加層后的承載力要求。針對新增的砌體構(gòu)件與原砌體構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)處理，要求專業(yè)設(shè)計單位進(jìn)行專業(yè)設(shè)計，且應(yīng)堅持先加固后加層的原則，并在結(jié)構(gòu)加層施工期間以及加層竣工后對結(jié)構(gòu)沉降進(jìn)行監(jiān)測，直到結(jié)構(gòu)沉降穩(wěn)定為止。針對現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)的各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外觀缺陷及損傷(如墻體及屋面開裂、抹灰層空鼓及剝落、滲漏水)，應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù)，保證結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性不受影響。其中針對墻體裂縫，建議采用環(huán)氧樹脂類等灌漿材料進(jìn)行封閉修補(bǔ)，要求裂縫修補(bǔ)后恢復(fù)墻體整體承載性能。針對教學(xué)樓頂造型上瓷磚脫落的缺陷，建議對每個屋頂造型的瓷磚與混凝土的粘結(jié)性進(jìn)行檢查，以免瓷磚掉落威脅他人生命和財產(chǎn)安全。

[1] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[2] GB 50003—2011，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[3] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[5] CECS 78∶96，磚混結(jié)構(gòu)房屋加層技術(shù)規(guī)范[S].

On feasible analysis of story-adding reconstruction of existing brick-concrete structures

Liu Hongwei

(DatongCoalConstructionSupervisionCo.,Ltd,Datong037003,China)

Taking the teaching building of Xingyu Kindergarten of Zhongyang County in Lvliang City as the example, the paper adopts the story-adding reconstruction of the brick-concrete on the top of former building according to the structural forms and loading capacity of the building, indicates PKPM, the structural calculation analyzing software to undertake the stressed analysis after the story addition, so as to provide some reference for the similar direct story-adding method.

brick-concrete structure, story-adding reconstruction, wall, anti-seismic

2015-08-24

劉宏偉(1969- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0039-03

TU362

A