浅析建筑物增层改造中的技术应用

2012-04-14胡章贵

四川建筑 2012年3期

关键词：老楼新楼层数

胡章贵

(毕节学院，贵州毕节551700)

随着我国人口的不断增加，土地日趋减少，为了满足功能需要，提高土地利用率，有不少城市在充分考虑建筑物安全度和承载力的前提下，采用一项新措施来增加旧建筑物的层数，这就是既有建筑物的增层改造。

1 增层改造的优点

(1)增层改造的建设周期短、投资小;

(2)无征地、拆迁等费用和麻烦;

(3)有效地增加建筑面积，节约各种配套费用;

(4)通过增层改造，可合理地调整原建筑的平面和立面布局，达到调整使用功能、美化环境的要求;

(5)增层改造是既有建筑由低层或多层建筑变为多层、中高层或高层建筑的有效途径;

(6)充分利用既有建筑物长期荷载作用下地基承载力的增长剩余，在地基不作处理或略加处理的条件下，直接进行增层改造，其经济效益十分显著;

(7)对既有建筑物增层改造不仅节约投资，还对缓解日趋紧张的城市用地矛盾具有重要的现实意义。

2 增层改造的技术方法

旧房的增层改造应在主体结构良好、地基基础有一定的潜力并具备加固增层改造的前提下进行。根据标准化协会《建筑物移位纠倾增层改造技术规范》(CECS:2006)，目前增层方法分为直接增层、外套增层、室内增层、地下增层四种方法。

2.1 直接增层

直接增层适用于多层砌体结构、多层内框架砌体结构、底层全框上部砌体结构和多、高层钢筋混凝土结构(框架、框剪、框筒等)。

(1)直接增层要求地基和基础、墙体的承载力均有潜力可挖，并在允许增层的安全储备的前提下进行，这种方法增层的层数一般为1～3层。

(2)直接增层的墙、柱宜与原结构上下对齐。

(3)多层砌体结构直接增层后的总高度、层数限制和建筑物最大高宽比应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011－2001)的规定。

(4)抗震设防地区的多层砌体结构增层，当抗震不满足要求时，应增设抗震砖墙、圈梁、构造柱或对原墙进行加固。

(5)加层部分新设的楼梯与原有楼梯之间应连成整体，应对原有顶层楼梯梁进行验算。

(6)采用直接增层法时，应根据具体条件的不同，判断基础是否需要加固。

2.2 外套增层

外套框架结构增层是一种与旧房联系较少的增层方法，这种方法对增加层数限制较小。增层时，在旧房外围及上部另加外套框架梁柱，以承受新增加的荷载，与旧房关系较少，基础也是另设的，由桩(柱)基承受外套框架梁柱、墙柱等全部荷载。

(1)当房屋的基础或墙体的承载潜力不大，或要求加高的层数在3层或3层以上时，因增加的荷载较大，应采用外套框架结构增层法。

(2)原建筑为砌体结构，增层部分为外套钢筋混凝土框架或框剪结构，新老结构完全断开;新老结构均为钢筋混凝土结构，新结构的竖向承重体系与老结构的竖向承重体系互相独立，新结构利用老结构的水平抗侧刚度抵抗水平力;或新老结构均为钢筋混凝土结构，水平与竖向互相连接，组成新的结构体系。

(3)外套结构在施工阶段应验算跨越原建筑物的大梁对原建筑物的影响。

(4)跨度较大时，外套结构的横梁宜采用有粘结预应力混凝土梁，或在每两层梁之间设计成预应力空腹桁架。

(5)外套框架柱与基础应采用刚性连接，并应采取有效措施限制基础的转动。

2.3 室内增层

当原建筑的室内净高较高时可在室内增层。

(1)当室内增层结构与原建筑的外围结构完全脱开，形成独立的结构体系时，新旧结构之间应留缝，缝内可采用柔性材料填塞。

(2)室内增层结构与原结构相连时，应保证新旧结构有可靠的链接。

(3)新增结构的基础，应考虑与原建筑基础及室内管沟基础等的相互影响。

2.4 地下增层

(1)原建筑无地下室或地下室空间不足时，可增、扩建地下室。

(2)地下室增层应考虑对原建筑或相邻建筑的影响，必要时可采取侧向支护、地基基础加固及结构加固等措施，并对原建筑和相邻建筑进行监测;

(3)必须保证地下新增结构与原结构连接部位的可靠性，同时考虑做好防水处理。

3 地基基础设计

地基承载力的确定是加层设计中至关重要的问题，其大小决定增加层数和上部结构方案的选择，所以首先应该弄清既有房屋现在的地基承载力。一般认为旧建筑的地基承载力在原荷载作用下，地基固结产生压密效应而得到提高。根据经验，一般情况下可比原始承载力提高10%～50%，在设计中一般取20%～30%。当房屋建造时间太长、原始资料不全，难以确定原有房屋的原始承载力时，也可通过原位测试或取样实验获取资料。在实际工程中最好在基底下1m范围内取土样实验土的允许承载力和压缩模量。

4 工程案例

4.1 工程概述

某大楼建于20世纪90年代，建筑面积4 500m2，增层从原4层增加到11层。经过反复分析、论证，设计出了一个合理而经济的方案:新老结合，不破而立，在不拆除原建筑的前提下建造一座新的大楼。具体做法就是让新老建筑形成竖向和水平的交叉，呈现一种骑跨结合的形态。这样既解决了办公面积不足的问题，又充分利用了空间和时间，提高了建设效率。

4.2 采光通风问题

新楼以骑跨的形式跨越原建筑。如同一张巨大的桌子，在桌面上是新建楼，在桌面下是原建筑。两者的结合必须处理好原建筑的采光和通风。为此，设计中在框架柱、梁形成的网格中不加任何玻璃或遮挡物，将原建筑的窗户暴露在室外。

4.3 平面功能及防火设计

1～4层基本上是老建筑的原有平面，对称布局，新楼只有4个筒体分布在原建筑的4个角上，而这4个筒体内主要布置电梯间、楼梯间、各种设备管井和设备用房等。新楼部分与原建筑的防火分区是分开的，形成高层与裙房之间的关系。4层以上是新楼结构转换层，转换层上为标准层。

4.4 立面及造型设计

新建楼层是在原建筑的中部进行跨越并垂直拔高建设，新楼与老楼形成水平和垂直的有机穿梭，巧妙地结合成一个有机整体。本工程充分利用垂直交通形成的竖向筒体结构作为建筑立面设计的主要特征，在体型上夸大尺度感，使结合后的大楼非常雄伟、庄重、大方。在立面的细部处理上，巧妙地利用了预应力钢筋混凝土大梁中锚具作为建筑立面的装饰构件，形成富有韵律的点缀。