唐山市某砖混结构接建方案分析

李艳梅 温 欣

建筑物加固补强技术应用非常广泛，已经涉及到各种结构形式和构件的改、扩建工程，包括框架，砌体，剪力墙结构的接层改造，楼板封堵，阳台接建，建筑物的整体功能改造等各种相关技术，例如预应力加固，增大截面补强，外包型钢，碳纤维加固，增加支点法，粘钢加固等各种方法都形成了专业规范和图集指导具体工作。我国普通建筑物的使用年限一般控制在50年，唐山市的既有建筑物整体上皆为震后重建，截止目前大多已经进入“中老年期”，且既有建筑的使用功能已经不能满足当前的使用要求，考虑拆除重建成本较高，对于周围环境可能造成的污染及建筑材料的浪费，对建筑物进行接层改造成为了一条能够满足各方需求的重要途径。近年来，随着包括唐山市政协办公楼改造项目，市眼科医院接建项目，市某大型KTV接建项目以及唐山启新百货大楼整体改造等一大批相关项目的投入运行表明了唐山市在接层改造技术方面已经走在了行业的前列。

1 接建项目分析

1.1 项目概况

该项目为唐山市某进修学校办公楼，始建于1988年，结构形式为砖混两层，局部三层，基础形式为条基，甲方要求在原有建筑二层顶板接建一层同原有局部三层形成整体，新功能布置为会议室，接层面积约为300 m2。

1.2 鉴定设计依据

甲方提供原始资料包括施工竣工验收资料，工程建材检验报告，建筑结构设计图纸，唐山规划建筑设计研究院出具的抗震评估报告。

1.3 接建基本流程

出具鉴定报告→接层方案研究→原加固验算补强→接建部分设计。

1.4 项目接建分析

原建筑物已经使用30年，期间我国相关规范多次修订，抗震鉴定专家组成员根据结构施工图，验收记录及检测报告，经实地踏勘后证明该建筑物整体使用状态良好，砖砌体，砂浆强度满足当前抗震和使用要求，墙体不存在空鼓，无严重酥碱和明显歪闪现象，无肉眼能看见的明显裂缝，混凝土构件(构造柱，圈梁)未见露筋锈蚀现象，上部结构基本按图施工。但发现既有建筑窗垛墙长度，窗间墙等均不符合现有结构抗震要求，同时在水房间局部砂浆强度太低，结合上部接层方案，可能涉及到针对具体的结构构件需要进行加固处理以保证结构满足承载力要求。

上部接建方案分析:1)砌体接层方案。砌体接层方案跟原有建筑风格保持一致，具有造价较低，施工方便，工期不长的优点，但缺点在于原有结构墙体需承受接建部分构件传递的较大荷载，对原有墙体和基础受力不利，因此不建议采用本方案。2)外套框架接层方案。外套框架接层方案属于外套结构接层防范，是当前新出现的一类接层方法，适用于原有建筑物承载能力有限，接层部分重量较大，如果空间条件允许，在原砌体外墙单独做框架结构，把砌体结构容纳在立面，此方案具有施工方便，对原有建筑不会形成危害的优点，但缺点在于造价较高，施工周期相对较长，且占用一定的空间，不适用于本次接层改造。3)轻钢接层方案。轻钢结构在一般厂房中应用较多，施工简单，主要受力构件可以工厂预制，具有较好的经济性，同时重量较轻，柱脚传递的上部力较小，可以通过构造柱传递到基础，不会对墙体和基础产生不利作用，考虑到甲方对结构外形要求不高以及本次接层为一层，门架跨度不大(为24 m)，层数较少(为一层)，层高较低(为3.2 m)，且经过对新接轻钢结构部分进行二次装修处理，可以满足甲方的要求，因此本次接层方案采用轻钢接层，但仍需要验算新接建结构对于原有结构体系的不利影响，判断是否需要对原有砌体结构体系加固处理。

1.5 接层设计成果

单榀轻钢屋架示意图见图1。

2 加固方案分析

2.1 加固前期分析要点

1)甲方提供原始图纸，建立原有建筑模型，输入接层后型钢柱传递给下部结构的轴力，可以分析结构受力是否满足，经过验算，结构墙体不必另外进行补强处理。2)楼盖补强。考虑到屋顶楼盖为装配式预制空心板，板厚较厚(h=180 mm)，但在板块中存在现浇混凝土带，楼盖整体性较好，同时结合现场观察发现楼盖无破坏征兆，经过验算楼盖不必进行加固处理。3)室外楼梯接建。室外楼梯为板式楼梯，根据原有结构施工图配筋可以得到具体构件的设计承载能力，考虑新接建楼梯为钢梯，需要接长相关构造柱，同时对接建部分楼梯的受力进行分析试算发现需要对二层顶部梯梁进行加固以保证满足其抗剪和抗弯要求，构造柱和其他构件均满足强度要求，不必进行处理。4)基础分析。结构接层后上部结构传力在结构下部条形基础承载能力范围之内，不必对基础进行加固处理。5)梁，柱构件分析。在接建部位原结构屋顶处没有承重梁，因此不必验算，构造柱和圈梁属于连系构件，主要作用是提高结构的整体性能，两种构件配筋合理，在外表面没有发现存在可能导致性能下降的征兆，因此可以认为整体性良好，可以不必处理。

2.2 加固方案选择

当前房屋加固方法众多，包括碳纤维加固法，外粘型钢加固法，体外预应力加固法，增大截面加固法，粘钢加固法等具体的加固方法，粘钢加固法因为具有施工便捷，施工期间不影响结构使用，加固后对外观几乎没有影响，而且经济，且强度提高幅度大，从而被广泛采用，在唐山市的加固补强项目中多次得到应用，因此本项目加固选择采用粘钢加固方案。

2.3 加固工法及操作要点

1)粘钢加固施工流程。钢板制作→基底处理→卸荷→配胶→粘贴→固定及加压→固化→检验→防腐处理。2)操作要点:a.钢板制作。按设计图纸要求，根据混凝土构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型、钻孔。b.基底处理。表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。c.卸荷。为减轻和消除后粘钢板的应力，应变滞后现象，粘钢板前宜对构件适量进行卸荷。d.配胶。目前各种结构加固用胶粘剂基本上为甲、乙双组分，使用前需进行现场质量检验，进行抗拉拔试验，合格后方能使用，使用时在现场临时配制，配制时按产品说明书规定进行。e.粘贴。胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面，使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面。f.固定与加压。钢板粘好后，应立即用特制U形夹具夹紧或用支撑顶撑或用膨胀螺栓等固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。g.固化。结构胶粘剂都是常温(20℃)下固化，24 h即可拆除夹具或支撑，3 d即可受力使用。h.检验。粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题及时处理。i.防腐处理。外部粘钢加固钢板，应按设计要求进行防腐处理。一般采用刷防锈漆、钢板网抹灰或喷防火涂料的方法进行保护。

2.4 加固成果

楼梯加固示意图见图2。

3 结语

既有建筑的接建设计不同于新建筑设计，对工程结构设计人员要求较高，要求设计人员能够对既有房屋进行加固分析，熟悉各种加固方法的设计要求，熟悉相关加固规范和图集，熟悉各种结构形式，在工程设计，施工方面具有较丰富的阅历和经验。“安全可靠，经济合理，有利抗震”应该作为结构设计人员对建筑物进行接建设计的基本原则，在实际工程中注意多学习，多思考，多总结才能最终提高自己的设计水平。

[1] 中国建筑标准设计研究院.砖混结构加固与修复图集(03SG611)[M].北京:中国建筑工业出版社，2003.

[2] GB 50003-2001，砌体结构设计规范[S].

[3] GB 50011-2001，建筑抗震设计规范[S].

[4] JGJ 116-2009，建筑抗震加固技术规程[S].