舊樓增層改造設(shè)計方案初探

1、舊樓增層改造設(shè)計方案初探舊樓增層是近年來用于城市改建工程的重要途徑之一。它具有投資小、收效快、不用占地等優(yōu)點。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，對舊樓的增層改造越來越多。根據(jù)增層建筑結(jié)構(gòu)的特點，如何充分地利用原有建筑物的潛力，采用既經(jīng)濟(jì)合理、又安全可靠、且便于施工的方案，是擺在設(shè)計人員面前的一項課題。筆者根據(jù)以往舊樓增層設(shè)計的經(jīng)驗，對舊樓增層的幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行初步探討。希望對以后的舊樓增層設(shè)計工作有所啟示。1常規(guī)挖潛法當(dāng)增層的建筑平面布置、結(jié)構(gòu)體系及承重方案與舊樓相同時，采用常規(guī)挖潛法。在增層設(shè)計前，應(yīng)對原有房屋進(jìn)行安全可行性研究和鑒定，要充分分析原有建筑物的結(jié)構(gòu)體系，地基及基礎(chǔ)的受力特點，挖掘其承載能

2、力的潛力。一般不必進(jìn)行加固，但要確認(rèn)增層后的建筑物是否滿足抗震要求，如不滿足要求，則要對舊樓進(jìn)行震加固。對一般磚混結(jié)構(gòu)的建筑物，可按抗震規(guī)范要求，在外墻的外側(cè)，增設(shè)附墻鋼筋砼壁柱，作為構(gòu)造柱。如圈梁設(shè)置不足時，在內(nèi)墻樓板下設(shè)置鋼筋拉桿，作為圈子梁，外墻可在墻外側(cè)，樓板標(biāo)高處設(shè)鋼筋砼圈梁。如果個別墻體承載不足，應(yīng)進(jìn)行加固處理。對于框架柱，如軸壓比及配筋率、配箍率不足時，可在柱周圍外包砼，加大柱的截面，增設(shè)一些鋼筋。對于其他個別承載不足的構(gòu)件，也應(yīng)進(jìn)行加固，此方案的優(yōu)點是能充分利用原有結(jié)構(gòu)的潛力，施工簡便，經(jīng)濟(jì)合理。其缺點是增層層數(shù)和建筑使用功能受到一定的限制。2 壁柱法此方法多用于教學(xué)樓、醫(yī)院等

3、大房間磚混結(jié)構(gòu)建筑。增層后外墻的獨立墻垛承載不足，且增層后抗震性能不符合規(guī)范要求。這樣就可以在外墻獨立墻垛處及縱橫墻交接處設(shè)置附墻鋼筋砼壁柱，在外墻的樓板標(biāo)高處設(shè)置圈梁，在內(nèi)墻設(shè)置鋼拉桿代替圈梁。該壁柱既是受力柱，又是作為抗震設(shè)防的構(gòu)造柱。增層的屋蓋及樓面梁可作用在壁柱上(圖1)。壁柱應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)滿足承載要求時，可在壁柱與原基礎(chǔ)交接處設(shè)倒t字形擴(kuò)大端，作用在原基礎(chǔ)上，當(dāng)基礎(chǔ)不滿足承載要求時，可在原基礎(chǔ)的外側(cè)增設(shè)基礎(chǔ)。壁柱要原建筑物的墻體通過銷鍵做可靠的連接。此方案的優(yōu)點是：在充分挖掘原有結(jié)構(gòu)潛力的基礎(chǔ)上，對不能滿足承載要求的個別部位進(jìn)行加固。此法施工比較簡便，經(jīng)濟(jì)合理。缺點是增設(shè)壁柱和圈梁

4、后，原建筑物的立面有所改變，但設(shè)計時結(jié)合此特點進(jìn)行處理，也可以收到很好的效果。另外，壁柱的施工相對來講要復(fù)雜些。3 外套框架法此方法多用于原有建筑物層數(shù)較低，而增層的層數(shù)較多時。一般在舊樓兩側(cè)，每側(cè)比樓寬出23m處加框架柱。柱與舊樓外墻間的間距一般由基礎(chǔ)的寬度決定。第一層框架柱的高度為舊樓的高度。樓層梁用大跨框架梁跨越舊樓(圖2)。增層的層數(shù)及高度根據(jù)增層的要求去設(shè)計。這種方案可與舊樓完全脫開，自成體系。這樣，不論是垂直荷載作用下的沉降，還是地震作用下的變形，都互不影響，增層部分的結(jié)構(gòu)自成體系，受力簡單明確，如舊樓層數(shù)較多時，也可以在舊樓的各層樓板處設(shè)樓層梁板，與框架連接(圖3)。但樓層梁要與

5、舊樓的樓板或梁有可靠的連接。為了防止新舊樓的不均勻沉降。與舊樓相連的梁板，宜在增層的主體施工完畢后再施工。這樣就可以解決因底層柱過高而產(chǎn)生對抗震不利的“高雞腿”問題。此方案的優(yōu)點是，新增層的建筑物的層數(shù)不受限制，平面布置可充分滿足使用要求，增層后無加固痕跡，缺點是外套框架跨度大，梁柱截面較大，工程造價較高，施工工期長。但若采用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼梁，不論從減少梁的高度，還是工程造價方面看都是比較合理的。4 架空梁法此種方法也稱為荷載轉(zhuǎn)移法。此方案適用于一般磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓、宿舍、教學(xué)樓等建筑。辦公樓、宿舍等小開間的建筑，大多數(shù)都為橫墻承重，縱墻自承重結(jié)構(gòu)體系。增層時常常是橫墻的墻體和基礎(chǔ)承載不足，這時

6、就可采用大跨度梁，跨越橫墻，梁的跨度為舊樓的寬度(圖4)。如中間縱墻的強(qiáng)度允許時，可將此墻設(shè)計成支座該梁有兩種設(shè)置方法，一種是在舊樓屋蓋處設(shè)置，使增層后新增的荷載全部傳到縱墻，橫墻不增加荷載。采用此種方案時，如是抗震設(shè)防區(qū)，可采用圖6的處理方法，使梁與舊樓的橫墻有可靠的連接，該連接只傳遞水平力，而不傳遞豎向荷載。另一種是在增層后的樓蓋和屋蓋處設(shè)置，內(nèi)隔墻用輕質(zhì)隔墻?？拐鹪O(shè)防區(qū)可根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況，設(shè)置上一些磚抗震墻。對于一般磚混結(jié)構(gòu)教學(xué)樓、大開間辦公樓等，多為縱橫墻承重結(jié)構(gòu)體系，增層后往往因外縱墻獨立墻垛的承載能力不足而需要加固。這樣不但影響建筑物的立面造型，而且還影響正常使用，要解決這個難題

7、，可采用在縱墻直設(shè)架空梁的方案，既采用大梁跨越承載力不足的獨立墻垛，將縱橫交接的t字形墻垛作為梁的支座，使增層的荷載通過架空梁傳到t字形墻垛上(圖5)。此方案是利用架空梁，使增層的荷載轉(zhuǎn)移到有潛力的墻垛上，它巧妙地利用了力的合理傳遞，充分挖掘原有結(jié)構(gòu)的各部位的承載潛力。在不需要加固舊樓的情況下，做到既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。5 舊樓增層可行性研究時應(yīng)注意的幾個問題51在進(jìn)行增層設(shè)計前，對增層的可行性要認(rèn)真分析研究當(dāng)然這種可行性包括在哪種方案的基礎(chǔ)上的可行性。不可缺少的是對原結(jié)構(gòu)的復(fù)核計算。根據(jù)工程的具體情況優(yōu)化出一個既經(jīng)濟(jì)合理，又安全可靠且便于施工的方案。52對舊樓進(jìn)行全面鑒定是非常必要的，特別是檢測現(xiàn)有結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的強(qiáng)度復(fù)核其實際強(qiáng)度是否與原設(shè)計相符合，如磚混結(jié)構(gòu)中的各層墻體的磚及砂漿強(qiáng)度，基礎(chǔ)的大小是否按圖施工，確定地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值等。在過去的增層檢測中，發(fā)現(xiàn)有的墻體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，有的基礎(chǔ)形式與設(shè)計不符等。所以在增層設(shè)計前必須全面認(rèn)真地檢測，不能只根據(jù)原設(shè)計圖紙就決定是否增層。如果此項工作做得不認(rèn)真，后果不堪設(shè)想。53關(guān)于地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值問題地基在