既有磚混結構加層改造可行性分析

劉 宏 偉

(大同煤炭建設監理有限責任公司，山西 大同 037003)

既有磚混結構加層改造可行性分析

劉 宏 偉

(大同煤炭建設監理有限責任公司，山西 大同 037003)

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

磚混結構，加層改造，墻體，抗震

0 引言

我國的一個典型特點是人多地少，所以土地的合理使用就尤其重要。隨著社會經濟的發展，多樣化的教學環境有更好的學習效果，因此家長對學校人均使用空間和娛樂設施的多樣性的要求逐漸提高。在國家經濟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階段的使用要求，也要節省資金和土地。

1 工程概況

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

2 墻體砌筑砂漿強度檢測

砂漿在磚混結構中起著粘結粘土磚和傳遞荷載的作用。為準確的評定既有結構是否滿足加層改造的要求，依據貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程JGJ 136—2001的有關規定，采用貫入法檢測、評定該結構砌筑砂漿的實際抗壓強度。受現場條件所限，現場僅在-1層范圍內隨機抽取7個測區進行墻體砌筑砂漿強度檢測，-1層的墻體砌筑砂漿為水泥砂漿。砌體砂漿強度檢測結果見表1。

(1)

(2)

3 加層后整體結構計算分析

為評定該教學樓既有結構是否滿足直接加層的要求，以實際檢測結果為依據，結合原設計圖紙等相關資料，按照實際的荷載條件及材料性能，加層部分結構布置形式暫定與現有3層結構一致，采用PKPM結構計算分析軟件對該結構進行建模計算，結構計算模型見圖3，模型中構件截面尺寸參數、材料強度以現場檢測結果為準，結構樓、屋面恒荷載取值依據實際做法計算得到；樓屋面活荷載取值依據現行GB 50009—2012建筑結構荷載規范取值；結構自重由計算軟件自動導算。地震作用依據現行結構GB 50011—2010建筑抗震設計規范取值；結構計算依據GB 50003—2011砌體結構設計規范和GB 50011—2010建筑抗震設計規范。詳細參數見表2。

經計算，經過加層改造后該結構-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小于1。墻體構件的受壓承載力計算結果見圖4～圖8。

表2 荷載及結構設計參數選取

由于中陽縣的抗震設防烈度為6度，在結構計算中由靜力荷載起控制作用，結構體系只需滿足抗震構造措施，且通過抗震計算可知，經過加層改造后該結構所有墻體抗力與荷載效應均大于1，這說明該結構的抗震承載力滿足GB 50011—2010建筑抗震設計規范的要求。

根據上述驗算結果，依據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準表4.4.2條的有關規定，對該結構各墻體構件的安全性等級進行評定，詳細結果見表3。

表3 墻體構件的安全性等級評定結果

4 結論及建議

根據委托方對該教學樓使用功能的需求，初步擬定在現有結構上部直接增加一層磚混結構。采用直接加層法，即按原結構墻體布置，在現有結構的頂層墻體上直接砌筑磚墻，然后架設屋面板。采用砌體結構直接加層方案，加層后結構材料統一，立面協調美觀，新舊構件連接節點處理容易實現，經濟性較好。按此加層思路對直接加一層磚混結構進行計算，由計算結果可知，該結構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件抗力和荷載效應比不滿足相關要求。因此，針對結構加層后抗力與荷載效應比值不滿足要求的砌體構件，應采取適當加固措施，使其滿足加層后的承載力要求。針對新增的砌體構件與原砌體構件的連接節點處理，要求專業設計單位進行專業設計，且應堅持先加固后加層的原則，并在結構加層施工期間以及加層竣工后對結構沉降進行監測，直到結構沉降穩定為止。針對現場檢測發現的各類結構構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)，應及時進行修復，保證結構的承載力和耐久性不受影響。其中針對墻體裂縫，建議采用環氧樹脂類等灌漿材料進行封閉修補，要求裂縫修補后恢復墻體整體承載性能。針對教學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性進行檢查，以免瓷磚掉落威脅他人生命和財產安全。

[1] GB 50009—2012，建筑結構荷載規范[S].

[2] GB 50003—2011，砌體結構設計規范[S].

[3] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[4] GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規范[S].

[5] CECS 78∶96，磚混結構房屋加層技術規范[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