房屋建筑結構中加層技術的運用

【摘 要】面對當前房屋面積、土地資金等問題，加層技術已成一項優秀的解決手段。本文針對加層技術中的各項問題，提出了加層技術的適用對象以及相應的加層方案，并重點介紹了結構處理與加固的手法，以及應用加層技術對施工技術的要求和注意事項等。

【關鍵詞】房屋建筑；加層技術；改造

隨著我國經濟迅猛的發展態勢，越來越多的早期建筑由于受到當時的經濟條件及技術的制約，在建筑結構與功能上越來越難以滿足當前時代的要求。對這些房屋大規模的拆除重建顯然要消耗極高的成本，同時也要耗費大量的時間及人力。 房屋加層技術具有以下優點：首先，許多早期建筑的選址較好，地理位置優越、交通便利且附近相應生活配套設施較為完善。對這些房屋進行改造不但不需征地，還能使建筑面積成倍增加，既減少了征地費用，同時也節省了配套費，大大降低了成本。其次，對一些套型相對簡單，變化不大的加層，施工中使用者不必搬遷，從而大幅的節省搬遷費用。最后，加層技術的建設周期短，擁有投資小，見效快等優點，能夠有效緩解當前住房緊張的問題。

1 可應用加層技術進行改造的對象分析

對房屋進行加層改造主要是為了價格低成本，、短期收效。所以，在選擇改造對象時必須對房屋建筑的安全設計進行重點考量。因此，凡是滿足下列條件的房屋均可進行加層技術改造：

1.1 3～4層的磚混結構或混合結構房屋

1.2 房屋建筑的結構良好，未出現由于基礎原因導致的不均勻下沉，以及自然災害或人為因素造成的裂縫的。

1.3 進行加層改造后能夠滿足房屋建筑的日照需求的。

1.4 經過綜合技術經濟分析，確定加層改造的造價相對于新建房屋更為低廉的。

2 房屋建筑加層的結構設計

2.1 直接加層方案

2.1.1 一般剛性磚混結構（加層結構整體均為磚混結構）

為保證房屋建筑的抗震設防要求，必須對房屋建筑的地基基礎與墻體強度進行復核驗算。在滿足上訴要求后，可采用磚砌或泰柏板等輕質材料加砌上部墻體。并對個別基礎強度不足的墻段進行加固處理。除在原承重墻體上加層外，只要能夠滿足剛性方案與抗震要求，加層的承重體系也可采用與之相反的構造。

2.1.2 多層全框架結構

對采用框架結構的加層，應對齊上下柱，并將原有結構的框架柱頂鑿開，在接長鋼筋后再在加層部分澆筑框架柱混凝土。在框架結構與原結構交界處，為確保加層處的可靠的傳遞，應現澆截面較高的轉換梁，這樣做也能在一定程度上增強節點的抵抗力。此外，對原房屋建筑框架強度的驗算不止要考慮到加層后增加的垂直荷載，還要對房屋加高導致的側移加大等問題進行細致考量。在必要時，可以通過設置剪力墻來控制側移，并提高框架承載力。

2.1.3 多層內框架結構

房屋建筑的加層部分結構應與原建筑相同，內框架的鋼筋混凝土中柱梁與磚壁柱應設置至頂。并根據對建筑的抗震等級要求，逐層設置鋼筋混凝土圈梁，在房屋內部的四角處設置抗震柱，同時加層抗震縱橫墻應采用砌體。

2.1.4 底部全框架結構

一般情況下，加層部分采用剛性磚混結構，由于其增加的底層框架垂直荷載和水平荷載，在復合驗算無法滿足加層強度與基本抗震要求時，需要通過（口）形鋼架與原框架梁柱形成組合梁柱達到加固目的。但是該方案的抗震性較差，因此適用于非抗震區域使用。

2.1.5 下部磚混，上部框架的混合結構 采用這種結構的主要目的是為了減少加層荷載，通過在原房屋建筑的上部使用填充輕質墻組成框架結構體系。這一方案中，應結合對原房屋建筑的加固，對原房屋建筑增設構造柱，以確保加層框架與原房屋建筑形成整體。為避免出現上部框架柱懸空導致的錨固不可靠的后果，構造柱應盡量深入到現有房屋建筑室外地面下5米左右，或錨入基礎圈梁內。

2.1.6 下部剛性，上部彈性或剛彈性方案的磚混結構 這一方案主要是為了在加層構造中增設一個較大的空間等。由于這種方案的抗震性極差，因此不宜在地震區修建。而在非地震區，則應新加縱墻對橫向風的荷載力。為增強加層部分墻體對橫向水平力的抵抗能力，應在施工時在室外側沿從外墻底部增設扶壁磚柱。

2.2 外套結構

一旦出現房屋建筑上的加層過多導致荷載增大，而原房屋建筑的寬度和高度又小于15米的情況時，就不能采用直接加層方案，這時就要用到外套結構夾層方案。通過外套結構可解決以下問題：

2.2.1 外套結構下加層層數與高度可超出《建筑抗震設計規范》（GB50011—2001）的限制，放寬到多層或高層鋼筋混凝土房屋建筑的適用層數與高度。

2.2.2 外套結構不受原房屋建筑平面設計與結構類型的限制，可以根據不同的功能需求進行改造。

外套結構主要分為以下兩大類：

（1）長細腿柱外套框架：外套框架與原房屋建筑完全脫開，外套框架的底層柱相對較高，且中間沒有水平支點。

（2）短腿柱外套框架：外套框架與原房屋建筑相連，其外套框架底層相對較低，各層柱中有水平支點。

3 地基基礎設計

作為加層設計中最為重要的一大難題，地基承載力的大小直接決定了房屋建筑所能增加的層數上限以及上部結構的具體方案，因此，必須先弄清楚原房屋建筑的地基承載力。一般情況下，由于原房屋建筑的荷載作用，原房屋的地基固結，受密壓效應影響地基承載力都會有所提高。下面簡要介紹幾種有效的處理方法。

3.1 壓噴射注法

運用這一方法處理地基時應搜集相應的建筑竣工資料和現狀觀測資料以及鄰近建筑和地下埋設物的資料等。而如旋噴樁的復合地基承載力標準值等則應通過現場試驗確定。在缺少現場試驗資料時，可適當采用相類似的土質條件下的工程經驗。

3.2 加寬基礎法

此法主要適用于磚石基礎的房屋建筑，若為鋼筋混凝土條基建筑，則應鑿出底板主筋，并增焊鋼筋，同時加寬加厚底板混凝土。這一方法通常采用鋼筋混凝土“馬鞍”法，即按照合適的距離在基礎頂墻體上鑿洞并加小梁，再在其兩側澆筑側板，在確保穩定的同時使之與基礎連成一體。

4 結論：

綜上所述，房屋加層改造涉及的范圍較廣，由于原建筑建造的時間長，變化大且情況較為復雜，因此，要做到經濟、適用、快速的難度還是相當大的。目前，還沒有專門的加層設計法令性規定，因此，在進行加層設計前要大量的收集相關資料，并進行細致的現場調查，通過對所掌握的各項資料的仔細分析來確定最為合理的結構方案。

參考文獻：

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