浅谈砖混结构上部轻钢加层的加固以及设计
浅谈砖混结构上部轻钢加层的加固以及设计
合某多层砖混结构加层的设计改造项目，叙述了加层的可行性，提出了一种轻钢与砖混组成的混合结构的实用抗震计算分析方法。本文结合工程实例，分析了原结构为砖混结构，上部采用轻钢结构加层时，对原有下部结构的加固处理方法。
标签：轻钢加层；抗震加固；反梁
房屋加层是指在原有房屋的顶层再往上增加楼层。加层前必须对原建筑的设计、施工、使用情况及现状进行充分、全面的调查分析，并由有关部门出具房屋抗震能力鉴定报告，决定是否加固，是进行抗震加固还是强度加固，或者是同时进行抗震、强度加固，同时考虑地震作用时加层部分的鞭鞘效应。
加层计算应对原有建筑的承载力进行验算，包括地基承载力验算；砖混结构的承重墙承载力验算；原屋面板改为楼面板，其承载力的验算；原顶层楼梯梁的验算。
砖混结构的加固方法有多种：扩大砌体截面加固、外加钢筋混凝土加固、外包钢加固、钢筋网水泥砂浆层加固、增加圈梁、拉杆等。
1.墙体的补强与加固
1.1新设抗震墙
当多层砖混房屋抗震横墙的最大间距不满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》时，应采取的措施：
（1）使用上允许将大开间改为小开间时，在抗震横墙间距超限值处增设新的抗震横墙。若建筑平面不允许增设抗震横墙时，可采取加强楼面及屋面刚度的方法。
（2）原有隔墙为轻质隔墙时，可将其拆除后改为抗震横墙。原有隔墙为半砖墙时，可采取双面夹板墙加固成抗震墙。
长胖的方法
（3）新加或改造的抗震墙，均应自下至上连续贯通，确保剪力往下传递，如上层不需设抗震横墙可在该层终止。
（4）对于平面形状复杂、质量和刚度分布很不均匀的房屋，应该着重验算质量中心和刚度中心的偏心距。当偏心率2e/L≤0.1， 7度时可不计算扭转的影响；当偏心率2e/L≤0.05， 8
、9度时可不计算扭转的影响（L为房屋的长度）。当偏心率超过上述限制时，可结合加固增加抗震墙或夹板墙，将偏心距减小到许可范围，减小扭转的影响。如隔墙原来无基础，则应新增基础。同时抗震横墙的顶部应采取措施，使之与楼面板、屋面板有可靠连接。抗震横墙与原有纵墙或壁柱间，应保证拉结牢固，新增抗震横墙与原纵墙交接处应设置拉结钢筋。
1.2采用钢筋网水泥砂浆层双面或单面加固原有砌体
1.3增加墙砌体、柱砌体的截面面积
根据原有砌体的结构平面布置可采取不同的加固措施：
（1）在窗间墙或适当部位增设壁柱。
（2）对原带有壁柱的砖墙或独立砖柱，可在砖墙或砖柱的一端或两个端面用砖镶砌，增加其截面面积。
1.4对刚度较差的房屋，可增设型钢或钢筋混凝土的支撑或支架加固。
2.新设钢筋混凝土构造柱及圈梁
2.1多层砖混结构抗震加固采用外加构造柱的设计
（1）轻钢加层后，房屋的总高度超《建筑抗震设计规范》规定的3m左右时，应隔开间设置外加柱；超过6m左右时，应每开间设置外加柱加固。
（2）加层后，若墙体抗剪强度不满足，且差值率在20%左右，可在设有横墙的纵墙外侧设外加柱加固。
（3）设有外加圈梁加固的房屋，应在墙的尽端及每隔三开间设置外加构造柱。
（4）纵墙承重的砖混结构，如大开间的教室或会议室，由于加层刚架一般采用刚接方案，刚接柱脚传递较大的弯矩和剪力，对原有结构的影响较大，应增设外加柱或组合柱加固。
外加柱的截面类型有：矩形柱、扁柱、L形柱等。外加柱与墙体的连接应采用拉结钢筋和销键。
2.2多层砖混结构抗震加固采用外加圈梁的设置原则地面平
（1）原房屋的顶部可设置作为门式刚架加层结构的柱脚基础的反梁，代替屋面钢筋混凝土圈梁。
（2）纵墙承重的砖混结构原房屋的宜适当增设外加圈梁。
圈梁应沿外墙及内承重墙设置，组成闭合交圈，力求不被洞口截断。外墙圈梁一般采用现浇钢筋混凝土圈梁，内墙圈梁可采用钢拉杆（圆杆或型钢）代替，钢拉杆应尽可能靠近楼（屋）盖和横墙墙面。
3.基础的加固
多层砖混结构的基础多为墙下条形基础，当加层后地基承载力满足时，基础不用加固。当地基承载力不足时，可加宽原有基础，加宽部分与原有基础的连接通过钢筋锚杆，并将原混凝土基础的表面凿毛、清洗。
刚性基础应满足刚性角要求，柔性基础应满足抗弯要求。钢筋锚杆应有足够的锚固长度，有条件时可将加固筋与原基础的受力钢筋焊接。基础加宽也可将柔性基础改为刚性基础，条型基础扩大成片筏基础。
4.砖混结构加层加固的工程实例
工程概况：某公司浴室，建于80年代，建筑面积5435m2。该建筑的中间内走廊两侧为大开间的浴室和更衣室，4层结构顶面标高15.6m。结构形式为砖混结构，采用MU7.5砖及M5砂浆，纵墙承重体系，原建筑采用预应空心楼面板及屋面板，基础形式为钢筋混凝土条形基础，场地土为Ⅱ人造水晶类。由于该浴室准备改造为餐饮会议中心，要求增加1层，加层面积1550m2，加层平面布置与原浴室4层相同。
抗震鉴定结果表明，承重墙基本完好，基础现状较好，没有出现不均匀沉降，可加建一层门式刚架轻钢结构。但原结构设计不符合《建筑抗震设计规范》，故在加层改造中一并解决整体房屋的7度抗震设防问题。
（1）由于加层为大开间会议室，在中部跨间无法设置横向柱间支撑，只能在加层两端设置，门式刚架加层结構的刚度较小，故边柱柱脚采用刚接方案，中柱柱脚采用铰接方案。在原屋面增设反梁，作为门式刚架的柱脚基础。反梁在纵横双向设置，在柱脚处局部加大反梁尺寸。反梁与外加构造柱及原楼板应有可靠连接。横向反梁用来抵抗刚架柱脚的水平剪力和弯矩。
地磁（2）为保证新旧结构有良好连接，在加层结构设计中，反梁与原屋面连接植筋采用结构胶，并将原建筑女儿墙的构造柱钢筋保留，锚入新增反梁中，保证锚固长度。在楼梯间及外墙四角等处增设构造柱，构造柱不仅与原有墙体采用销键连接，而且要与反梁可靠连接。
（3）对部分局部温度裂缝的墙体进行加固，采用钢筋网水泥砂浆层双面加固。
（4）将原屋面保温层及防水层铲除。由于原空心板承载力不足，对原楼面板采用板缝加钢筋和空心板圆孔内加钢筋并增加钢丝网片混凝土面层加固，同时加强结构的整体性。
（5）加层内、外隔墙采用轻质水泥钢丝网夹芯板，屋面采用75mm厚岩棉夹芯板，故轻钢结构加层自重较轻。通过对加层后结构的验算，基础能满足设计要求，不用加固原有基础。古文名句
5.结语
（1）房屋的加层设计应与房屋的抗震加固、强度加固相结合，施工时应先加固、后加层。
（2）加层后，原有墙体强度不足时，可采用钢筋网水泥砂浆层加固及增加墙体截面面积。
（3）增设外加圈梁及构造柱应与原有墙体采用销键可靠连接。
（4）在原屋面增设作为钢结构加层结构的柱脚基础的反梁，对加层加固起关键作用。
句的拼音参考文献：
[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].
[2]JGJ116-2009，建筑抗震加固技术规程[S].
[3]CECS78：96，砖混结构房屋加层技术规范[S].

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