某中學磚混結構房屋改造加固設計

秦 娟 喻曉來 鄭 俊 柏 薈

（南京騰騰建筑工程有限公司，江蘇 南京 210004）

1949 年中華人民共和國成立以后，砌體結構在我國得到迅速發展，混凝土空心砌塊、硅酸鹽砌塊、多孔磚以及配筋砌體的采用使得砌體結構的使用范圍變得更加廣泛[1]。據不完全統計，從20世紀80年代初至今，我國主要大中城市建造的多層砌體結構房屋建筑面積約為70 億～80 億m2[2]。成為我國目前既有建筑的主要結構形式之一，但砌體結構房屋相較于混凝土結構的承載能力、抗震性能和空間功能性都較差。現存很多砌體結構已不能滿足人民日益增加的生活、辦公等需求，亟須對其進行加固改造，以達到既提高房屋抗震性能水平又極大的滿足功能和使用要求，因此有必要對此類建筑進行加固改造研究。通過研究磚混結構抗震加固設計方法，有助于增強房屋整體性能，降低地震對結構產生的影響，滿足人民群眾的使用要求[3]。

1 工程概況

該項目位于南京市，為地上三層磚混內框架結構房屋，建成于1997 年，建筑平面呈現方形，其總長×寬尺寸為22.00m×22.20m，建筑面積約為1370.6m2，各層層高約為3.80m。結構采用現澆混凝土梁和預制混凝土板，屋蓋為三角形木屋架、木檁條、木板基層組成的坡瓦屋面。本工程設計抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第一組，特征周期為0.45s。結構原始平面圖如圖1所示。

圖1 結構原始平面圖

該建筑原使用功能為食堂，隨著該中學綜合質量的提升，現階段食堂及其他基礎配套設施均難以滿足全體師生帶來的使用和安全要求，擬對該建筑進行全方位的加固改造，改造內容為局部墻體拆除和加固、樓梯拆改、新增樓板等，使得原食堂變為大空間、多餐位、安全的就餐場所。

通過詳細的安全性及抗震鑒定，該建筑存在材料強度低、構造措施不足、構件外觀質量差等問題。經檢測墻體砌筑用砂漿強度為0.5MPa～0.6MPa，強度低于《建筑抗震鑒定標準》GB 50023-2009[4]的要求。考慮結構體系影響系數，采用PKPM V5.1 結構計算軟件SARWAE 模塊按結構后續使用年限為30 年A類建筑，抗震設防類別為乙類，進行抗震驗算，驗算表明，結構抗震承載力已不能滿足現有規范要求。

2 結構加固改造

對老舊建筑加固改造之前，須詳細熟悉原結構圖紙、原結構現狀等基本情況[5]。在此基礎上還需結合檢測鑒定報告和結構計算結果進行詳細的分析，對相關技術難點，可以通過頭腦風暴方式進一步探究分析。

2.1 結構抗震加固

結合檢測鑒定和復核驗算結果，墻體材料強度偏低，僅設置圈梁，未有構造柱，抗震橫墻間距過大，導致結構整體抗震水平偏低，且按現有規范乙類設防要求，結構的抗震能力顯然已不符合現行規范要求。對于結構采用內框問題，由于有框架和砌體兩種受力特性的組合，本工程可通過改善內框架結構的延續和整體性，同時從加強磚墻的承載力的概念出發，對磚柱采取混凝土圍套加強和增補構造柱，并且，采用鋼筋網聚合物砂漿面層加固墻體。

2.1.1 墻體加固

本工程墻體均為240mm 厚，結構所有未拆墻體均采用雙面鋼筋網聚合物砂漿面層加固，如圖2～圖4 所示。該技術為面層采用45mm厚聚合物砂漿，C8@200單層雙向鋼筋網片，加固后的墻體承載力得到提高，彌補因砂漿強度不足帶來的安全缺陷。

2.1.2 磚柱加固及新增構造柱

因現行規范的荷載組合系數及荷載增大,原結構磚柱不能滿足現狀,為提高原磚柱的承載力，同時，確保后續設計鋼筋混凝土雙梁托換具有足夠的支撐尺寸，對磚柱采用混凝土圍套加固，此加固方法為在磚柱四周圍套厚度不低于70mm的鋼筋混凝土層，充分利用圍套截面內的混凝土與 縱筋增大磚柱承載力。設計時須注意箍筋應采用封閉式，遇梁阻礙時，用等代箍筋穿梁。磚柱加固節點詳圖見圖5～圖6所示。

圖2 縱橫墻雙面加固做法

圖3 樓面處做法

圖4 樓面頂部做法

結構僅設置圈梁未設置構造柱，整體剛度較差，抗震能力不足，通過在局部位置新增構造柱，包括縱橫墻交界處、墻長中部位置。縱橫墻墻角部位新增構造柱見圖7。積托梁。因磚柱加固設計已考慮托梁方案，因此托梁可與磚柱圍套同時現澆，整體性加強，結構剛度提高幅度更大。結構托梁詳見圖8所示。

圖5 遇梁節點做法

圖6 混凝土圍套基礎做法

圖7 構造柱做法

圖8 托梁做法

3 結語

鋼筋網聚合物砂漿面層加固墻體,增強墻體的承載力，有效改善墻體的受力性能。針對原磚柱不足的情況，采取混凝土圍套磚柱，提高承載能力，同時，確保托梁技術的實現。通過采取全面的加固設計措施，針對性地采取加固技術，提高結構的抗震性能，結合后期使用要求，提出了適合本建筑改造加固的方案。

老舊砌體結構房屋，都面臨抗震性能差，承載力低等問題，此類早期建筑都難以滿足現行規范的要求。針對這一類的房屋進行改造加固，能夠確保大量古風古色建筑的留存，增加建筑的使用壽命，更好地滿足后續使用者的功能及使用要求。