浅谈既有建筑物加层方法选择及存在问题

2011-08-15郝鹏

科学之友 2011年9期

关键词：抗震承载力建筑物

郝鹏

（太原理工大学，山西太原 030024）

1 引言

随着人口的增长，我国耕地面积即将难以保证对全国的供应，在全国的城市中，存在相当数量的20世纪50年代至20世纪70年代或以后建成的低层房屋，均已不能满足现在的使用功能，为了达到经济投入少且社会回报率高的目的，加层改造是一个行之有效的手段。

2 加层建筑优点

具体来说，对建筑物加层有以下几方面优点[1，2]：①扩大建筑面积，解决我国用房紧张矛盾；②改善使用功能，满足生活需求；③承载力潜力可以降低工程造价；④减少新购建筑用地费用，减少住户搬迁费用；⑤提高抗震性能，延长使用寿命。

3 加层基本条件

在对建筑物加层前必须要研究其价值，也就是说必须确定房屋加层改造的基本条件，即以下条件[3]：①既有房屋具有良好的结构功能，既无明显变形或裂缝的存在，又可承受加层改造的影响；②既有房屋地基基础具有一定潜力或具有加固处理可能；③与周边房屋之间间距能满足加层后该地区日照等最小间距；④加层改造项目所在地理位置不影响今后的城市规划；⑤通过仔细分析比较，加层总造价低于新建房屋造价，加层才可行。

4 加层方法介绍

4.1 挖潜直接加层法

此种加层方法是一种在原有建筑物承重结构与地基基础承载力和变形均能满足加层要求的情况下，通过挖掘原有建筑物的承载力在不改变原有结构体系和平面布置情况下经过加固处理或在原有房屋的基础上直接加层的加层方法。

4.2 改变荷载传递加层法

若原有建筑物基础承载力或承重结构不能满足加层后承载力的要求，或因改变建筑使用功能而改变建筑平面时需改变结构布置从而改变荷载传递途径。

4.3 外套框架法

外套框架法的优点是加层层数不受限制可以满足平面布置上的要求，施工过程中不影响旧房正常使用，加固新建互不干扰。其缺点是底层框架柱高度大，底层柱高于原有建筑，梁柱断面较大，且对在基础上产生荷载较大，可能造成基础承载力不足或是新旧基础沉降出现差异，采用桩基础可以解决这一问题，但是造价和工期就会大大增加。

5 建筑结构加层方案选择原则

（1）安全可靠。①建筑物增层的结构设计应严格执行国家现行建筑结构设计规范和规程；②应尽量减少由于增层给既有建筑无承重结构造成的附加应力和变形；③地震区对既有建筑物加层应遵循“先抗震加固，后增层改造”的原则。

（2）经济合理。①充分发挥原有建筑物的承载潜力；②优先采用轻质高强材料，以减少加层部分的质量；③新增和改造相结合，完善原房屋的功能、设施，提高其使用标准；④进行多方案的经济技术比较，选择经济合理的方案；⑤做好废弃物的回收利用，减少废弃物的处理量。

（3）有利抗震。①房屋的增层设计必须遵守《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）的要求；②房屋的增层设计应具有必要的强度、合理的地震作用传递路线、良好的适应变形能力和吸能、耗能能力；③加层后建筑应具有良好的整体性，即具有合理的强度和刚度，若建筑竖向刚度突变较大，上刚下柔，产生柔性底层，就会导致应力集中过大或发生塑性变形；④宜设置多道地震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个建筑物倒塌或破坏。

（4）方便施工。①施工方法应力求简单，工期短；②尽量满足或保证原建筑物得到使用；③使用中便于养护。

（5）美观实用。①尽量满足限制条件，结合本地特点，因地制宜；②重视增层改造房屋的建筑设计，改善实用功能，改进立面造型。选用新装饰材料、新涂料、适度装修，重视室内外环境的处理，使之协调舒适。

6 国内外发展状况

6.1 国外建筑结构加层发展状况

在日本、丹麦等这样国土面积较小的国家已经制定了比较完善的维修改造方面的政策和法规。就连美国这样人均土地占有量很大的国家也将对旧建筑物的改造提高到和新建建筑同等重要的地位。英国从20世纪70年代开始改变了大规模拆旧建新的住宅建设模式，转为对旧住宅的保护性维修改造和内部设施现代化。瑞典于20世纪80年代将既有建筑物的改造列为首要任务。其他如意大利、匈牙利、波兰、捷克、斯洛伐克、丹麦、德国等国家自20世纪70年代以来都提出住宅建设的重点是对既有房屋的现代化改造。