某中学砖混结构房屋改造加固设计

2021-03-08喻晓来

砖瓦 2021年1期

秦娟喻晓来郑俊柏荟

（南京腾腾建筑工程有限公司，江苏南京 210004）

1949 年中华人民共和国成立以后，砌体结构在我国得到迅速发展，混凝土空心砌块、硅酸盐砌块、多孔砖以及配筋砌体的采用使得砌体结构的使用范围变得更加广泛[1]。据不完全统计，从20世纪80年代初至今，我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积约为70 亿～80 亿m2[2]。成为我国目前既有建筑的主要结构形式之一，但砌体结构房屋相较于混凝土结构的承载能力、抗震性能和空间功能性都较差。现存很多砌体结构已不能满足人民日益增加的生活、办公等需求，亟须对其进行加固改造，以达到既提高房屋抗震性能水平又极大的满足功能和使用要求，因此有必要对此类建筑进行加固改造研究。通过研究砖混结构抗震加固设计方法，有助于增强房屋整体性能，降低地震对结构产生的影响，满足人民群众的使用要求[3]。

1 工程概况

该项目位于南京市，为地上三层砖混内框架结构房屋，建成于1997 年，建筑平面呈现方形，其总长×宽尺寸为22.00m×22.20m，建筑面积约为1370.6m2，各层层高约为3.80m。结构采用现浇混凝土梁和预制混凝土板，屋盖为三角形木屋架、木檩条、木板基层组成的坡瓦屋面。本工程设计抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.45s。结构原始平面图如图1所示。

图1 结构原始平面图

该建筑原使用功能为食堂，随着该中学综合质量的提升，现阶段食堂及其他基础配套设施均难以满足全体师生带来的使用和安全要求，拟对该建筑进行全方位的加固改造，改造内容为局部墙体拆除和加固、楼梯拆改、新增楼板等，使得原食堂变为大空间、多餐位、安全的就餐场所。

通过详细的安全性及抗震鉴定，该建筑存在材料强度低、构造措施不足、构件外观质量差等问题。经检测墙体砌筑用砂浆强度为0.5MPa～0.6MPa，强度低于《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009[4]的要求。考虑结构体系影响系数，采用PKPM V5.1 结构计算软件SARWAE 模块按结构后续使用年限为30 年A类建筑，抗震设防类别为乙类，进行抗震验算，验算表明，结构抗震承载力已不能满足现有规范要求。

2 结构加固改造

对老旧建筑加固改造之前，须详细熟悉原结构图纸、原结构现状等基本情况[5]。在此基础上还需结合检测鉴定报告和结构计算结果进行详细的分析，对相关技术难点，可以通过头脑风暴方式进一步探究分析。

2.1 结构抗震加固

结合检测鉴定和复核验算结果，墙体材料强度偏低，仅设置圈梁，未有构造柱，抗震横墙间距过大，导致结构整体抗震水平偏低，且按现有规范乙类设防要求，结构的抗震能力显然已不符合现行规范要求。对于结构采用内框问题，由于有框架和砌体两种受力特性的组合，本工程可通过改善内框架结构的延续和整体性，同时从加强砖墙的承载力的概念出发，对砖柱采取混凝土围套加强和增补构造柱，并且，采用钢筋网聚合物砂浆面层加固墙体。

2.1.1 墙体加固

本工程墙体均为240mm 厚，结构所有未拆墙体均采用双面钢筋网聚合物砂浆面层加固，如图2～图4 所示。该技术为面层采用45mm厚聚合物砂浆，C8@200单层双向钢筋网片，加固后的墙体承载力得到提高，弥补因砂浆强度不足带来的安全缺陷。

2.1.2 砖柱加固及新增构造柱

因现行规范的荷载组合系数及荷载增大,原结构砖柱不能满足现状,为提高原砖柱的承载力，同时，确保后续设计钢筋混凝土双梁托换具有足够的支撑尺寸，对砖柱采用混凝土围套加固，此加固方法为在砖柱四周围套厚度不低于70mm的钢筋混凝土层，充分利用围套截面内的混凝土与纵筋增大砖柱承载力。设计时须注意箍筋应采用封闭式，遇梁阻碍时，用等代箍筋穿梁。砖柱加固节点详图见图5～图6所示。