某砌体加固改造设计

某砌体加固改造设计

詹学才

（上海砼极建筑结构工程有限公司，上海 200092）

[摘要]首先以某两栋住宅为背景，介绍了该建筑的背景、现状和初步方案；其次，应用盈建科软件按对单体结构进行了计算；对加固细节进行了介绍和总结。

[关键词]砌体结构加固；聚合物砂浆墙体面层；碳布加固；圈梁

中图分类号：TU362

1 工程概况

某两栋住宅房屋建于2010年，为砖混结构，基础形式为条形基础。359号楼共一层，层高为3.2m，平面布局如图1所示,东西向轮廓长约18m，南北向轮廓长约12m；360号楼共两层，一层层高3.3m，二层层高3.2m，平面布局如图2、图3所示。业主拟对结构部分墙体拆除，增加楼板改造。

2 房屋结构现况

两栋房屋均为纵横墙体承重，基础形式为条形基础，承重墙采用240X115X53普通砖；楼板为100厚预制板，360号屋面为双坡屋面，拆除改造如下：1）359号楼拆除一段承重墙体，以增加房间的使用空间，拆除后增加一道钢梁，梁下设混凝土垫块；2）360号楼二层拆除部分墙体，增加屋面梁，梁下设柱。

3  结构现状鉴定分析

经实测和鉴定，359号楼新增梁下墙体不满足规范安全性要求，主要表现在：1）砌体砖强度MU7.5，砂浆强度推定为M0.5,混凝土强度等级推定为C20；2）改建后房间跨度大或少横墙。360号楼不满足规范安全性要求，主要表现为：1）：1）砌体砖强度MU7.5，砂浆强度推定为M1.0,混凝土强度等级推定为C20；2）新增柱下的原有基础面积过小；3）未设置圈梁；4）原有屋盖变形严重，不宜继续承载，局部发霉渗水；5）二层梁下墙体强度不足；6）预制板强度不能满足使用要求。

4  建筑功能修缮

在尽量保持原有结构布局不变的情况下，满足业主及建筑功能要求，修缮后的结构主要有以下的变化：为增加使用空间，359号楼拆除一段承重墙，如图1所示左侧填充墙体,修缮后结构布置如图4所示；360号楼为满足使用功能，拆除二层中间处三段墙体，新增三根混凝土柱，拆除原有屋面，新增屋面梁和双坡屋面，改变部分房间的使用功能，修缮后的结构布置如图5、图6、图7所示。

5  加固计算

5.1  结构体系

本项目保持建筑平面和高度不变的的情况下，拟采用砖混结构，与原结构体系相吻合的情况，结构概念清晰，安全可靠度高，建筑功能体现度好，后期使用年限可达50年。其中359号楼新增钢梁为HW250x250x9x14；360号楼新增混凝土柱300x240，新增圈梁240x300，新增柱下独立基础和混凝土现浇板。

5.2  模型计算

本结构采用盈建科4.3.0版本建立模型，楼面活荷载标准值取值为2.0kN/m2，屋面活荷载标准值取值为0.5 kN/m2，360号楼二层餐厅活荷载标准值取值为4.0kN/m2，恒活荷载计算信息采用施工模拟一，不计算地震作用，风荷载采用一般计算方式；柱配筋采用单偏压计算方法，柱剪跨比采用简化方法计算，框架梁梁端配筋考虑受压钢筋的影响；考虑混凝土构件面层的影响，混凝土容重取为26 kN/m3，砌体容重取为22 kN/m3；结构重要性系数取为1.0，恒荷载分享系数取为1.2，活荷载分享系数取为1.4，活荷载组合值系数取为0.7，活荷载频遇值系数取为0.6，活荷载准永久值系数取为0.5，考虑结构设计使用年限的活荷载调整系数取为1.0，风荷载频遇值系数取为0.4，另外，不执行《建筑结构可靠性设计统一标准》的计算考虑；加固部分利用鉴定加固模块计算，鉴定加固用标准采用2010系列规范。经计算，承重墙柱的高厚比验算、抗压抗剪验算、受压和局部受压验算等均满足要求。359号楼加固计算模型如图8（a）所示，360号楼加固计算模型如图8（b）所示。

6  构件加固设计

  本节主要讲述本单体基础、承重墙柱以及梁板在加固设计中的构造细节。

6.1  基础加固

两栋单体均为条形基础，由于359号楼在修缮前后的荷载并无明显变化，固不需进行基础的加固。360号楼拆除原承重墙后，经检测，新增混凝土柱下的原有基础承载力不足，因此需要对柱下基础进行加固，如图9所示。

360号楼外围新增柱下需增加独立基础，做法如图10（a）、（b）所示。

6.2  承重墙的加固

为提高承重墙的承载力和整体性，需对359号楼承重墙体进行加固。本单体砂浆强度等级推定不低于M1.0，结合现场情况，因此本单体承重墙采用钢筋-聚合物砂浆面层加固[1]。

加固混凝土面层采用 35mm 厚聚合物砂浆，双面加固。为提高加固质量的可靠性，本单体采用∅8@900现场绑扎的钢筋网，施工时质量易控制。纵向钢筋上端锚入原混凝土圈梁内，下端锚入基础内，如图 11（a），（b）所示。

360号楼新增混凝土梁，梁下承重墙局部受压不满足验算要求，因此需对梁下墙体加固。本单体采取M14螺栓穿墙锚固，墙体端头用L80x5角钢，并用缀板与穿墙螺栓连接，做法见图12（a）、（b）。

6.3  承重墙的门窗洞口加固

为了不改变原有建筑的门窗洞口，需要对加固墙体的洞口进行加固。具体做法是在洞口周围布置∅8@300的纵横钢筋，钢筋延长至洞口边500mm，并在洞口的角部200x600的钢板网片，最后抹砂浆，做法[3]见图13（a）、（b）。

6.4  楼板加固

应业主要求，360号楼二层改变使用功能，原结构楼板为预制板，经现场鉴定需对原有预制楼板板底进行加固。具体采用粘贴碳布的方式，每块预制板底粘贴两条纵向100mm宽碳布，并距离板边50mm，见图[4]14（a）、（b）。

6.5  新增屋面

由于360号楼原结构屋面不宜继续承载，因此本单体需拆除原结构屋面，新增与原结构形状一致的坡屋面。首先在拆除原屋面后，增设混凝土坡屋面梁，截面为300x500，沿屋面坡度45o布置，为保证房屋的整体性，沿房屋周围布置一道圈梁，屋面做法见图15（a）、（b）。其中屋面板为100mm厚现浇混凝土板，双层双向10@130配筋[5]。

7  加固材料

植筋或化学锚栓胶粘剂：必须采用专门配套的改性乙烯基脂类或改性环氧类胶粘剂，且为A级胶。应满足耐久性及抗震要求。为保证植筋过程中钢筋尽可能少受外力的干扰，要求植筋胶的完全凝固时间在2小时以内（环境温度10℃）。胶粘剂的填料必须在工厂制胶时添加，严禁在施工现场掺入。必须采用耐环境（高温、高湿、介质腐蚀、冻融）因素作用的胶粘剂。

钢筋的质量应符合现行国家标准的规定。钢筋性能的标准值和设计值应按现行国家标准的规定采用；不得使用无出厂合格证、无中文标志或未经进场检验的钢筋及再生钢筋。当混凝土结构的后锚固件为植筋时，应使用热轧带肋钢筋，不得使用光圆钢筋。当后锚固件为钢螺杆时，应采用全螺纹的螺杆，不得采用锚入部位无螺纹的螺杆。

8  结论

本文以某建于2010年的两栋住宅建筑为背景，主要介绍了以下工作：

（1）介绍了该住宅建筑的背景、现状，根据安全性鉴定，并应业主要求，给出了初步改造方案。

（2）在不改变砖混结构体系的前提下，应用盈建科软件进行建模计算，并根据计算结果和鉴定结果，确定了最终的加固改造方案。

（3）结合规范和施工经验，重点阐述了加固改造细节，完成项目的同时，为后续设计人员提供一些参考。

参考文献

[1]砌体结构加固设计规范： GB 50702—2011[S]. 北京:建筑工业出版社, 2011.

[2]混凝土结构加固设计规范： GB 50367—2013[S]. 北京: 建筑工业出版社, 2013.

[3]砖混结构加固与修复： 15G611-2015[S].中国计划出版社,2015.

[4]混凝土结构加固构造： 13G311-1-2013[S]. 中国计划出版社,2013.

[5]混凝土结构设计规范： GB 50010-2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010.