論原有房屋的增層改造

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摘要：根據(jù)我國(guó)的房屋現(xiàn)狀,論述了增層改造的必要性。針對(duì)增層改造的對(duì)象,提出了進(jìn)行增層改造的可行性分析方法,闡述了增層改造設(shè)計(jì)中建筑、結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)的處理和增層改造房屋的抗震設(shè)計(jì)。

  關(guān)鍵詞：建筑物增層　建筑設(shè)計(jì)　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1　概　述據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)目前有建筑物66億m2,價(jià)值38200億元。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,許多建筑物受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件和建筑技術(shù)所制約,在建筑功能的完善程度和建筑結(jié)構(gòu)的形式、裝飾方面已不能滿足時(shí)代要求,尤其是50～70年代末所建住宅,大多是解決吃飯、睡覺問題,很少有起居室、衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏室等,上下水、暖氣、煤氣、電器等設(shè)備更差,且成套率很低。這些房屋大部分是2～4層,其承重結(jié)構(gòu)卻有一定潛力,如果將這批住宅全部拆掉,按“九五”規(guī)劃的小康標(biāo)準(zhǔn)蓋新房,國(guó)家財(cái)力難以承受,如果采用房屋加層的方法改造原有住宅中結(jié)構(gòu)質(zhì)量較好的,就能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用、快捷的建房目標(biāo)。增層改造具有以下優(yōu)點(diǎn):1原有房屋一般多在地理位置較好、交通方便、生活供應(yīng)配套較完善的地區(qū),改造這里的房屋不需征地,建筑面積又能成倍增加,節(jié)約征地費(fèi)用和配套費(fèi);2在舊房屋上加層屬于舊房改造與周圍建筑物的間距可維持現(xiàn)狀,在占地面積不變的情況下,增加該區(qū)域的建筑密度,不影響該區(qū)域正常的生活環(huán)境,深受周圍居民及房屋管理部門的歡迎;3如套型變化不大的加層,施工時(shí)原使用者不用搬遷,從而解決了無拆遷過渡用房的難題,節(jié)省搬遷費(fèi);4在增層改造的過程中,通過合理調(diào)整原建筑的平面和立面格局,擴(kuò)建原有水、暖、電等配套設(shè)備,達(dá)到調(diào)整使用、美化環(huán)境的要求,以滿足小康住宅標(biāo)準(zhǔn);5建設(shè)周期短、投資小、見效快,對(duì)于緩解建房速度跟不上日益增長(zhǎng)的需求量具有十分重要的作用。2　增層改造的對(duì)象和可行性分析2.1　增層改造的對(duì)象增層改造的目的主要是節(jié)約投資,短期收效。在選擇改造對(duì)象時(shí),更應(yīng)著重于其安全設(shè)計(jì),凡滿足下列條件的房屋可進(jìn)行改造:1經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,增層改造房屋的造價(jià)低于新建房屋造價(jià);23～4層磚混結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)房屋;3房屋結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好,未因基礎(chǔ)不均勻下沉、地震和其他人為因素引起裂縫;4增層改造后房高、進(jìn)深加大,應(yīng)基本滿足房屋對(duì)日照的需求(但對(duì)房屋間距的要求根據(jù)實(shí)際情況可適當(dāng)比新建筑物要求放寬)。2.2　增層改造的可行性分析在接受一個(gè)增層改造的工程項(xiàng)目前,首先要進(jìn)行可行性分析,它包含專業(yè)技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。3　建筑設(shè)計(jì)增層設(shè)計(jì)的平面布局應(yīng)滿足現(xiàn)行各類小康住宅的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)原有住宅的調(diào)整應(yīng)力求每套住宅有一完整的套型平面,即每套內(nèi)有臥室、廚房、廁所及陽(yáng)臺(tái)。施工時(shí)應(yīng)以不搬遷或少搬遷住戶為原則。新舊房屋宜聯(lián)成整體,最好不設(shè)施工縫。如必須利用沉降縫來解決新舊建筑的沉降差,應(yīng)待立體結(jié)構(gòu)完工后,用二次澆灌的方法將新舊房屋聯(lián)成整體,以增強(qiáng)房屋的整體性和抗側(cè)移能力?？拐鹪O(shè)防區(qū)應(yīng)與抗震設(shè)防加固結(jié)合進(jìn)行,以達(dá)到抗震加固和改造舊房的雙重目的。在原結(jié)構(gòu)上直接增層時(shí),房屋中的煙囪及上下水管、煤氣、暖氣、電器設(shè)備的布局要考慮原有系統(tǒng)的布局和走向,盡量做到統(tǒng)一。如原房屋地基基礎(chǔ)和承重結(jié)構(gòu)不滿足在原房屋上直接增層時(shí),常采用門型框架和多層鋼筋混凝土框架加層,這樣就可利用框架的高度設(shè)置設(shè)備層。增設(shè)設(shè)備層后,增層部分的建筑平面可重新設(shè)計(jì)組合。在立面設(shè)計(jì)時(shí),要做到新舊建筑本身的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,并充分考慮與周邊建筑區(qū)整體格調(diào)的協(xié)調(diào)。此外,還需適當(dāng)考慮日照問題。4　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1　直接增層方案(1)一般剛性磚混結(jié)構(gòu)(上下部均為磚混結(jié)構(gòu))。在對(duì)地基基礎(chǔ)及墻體強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算并滿足抗震設(shè)防要求后,可采用普通粘土磚或砌塊、輕質(zhì)高強(qiáng)材料(如泰柏板等)來加砌新的上部墻體。當(dāng)個(gè)別墻段或基礎(chǔ)強(qiáng)度不足時(shí),可先進(jìn)行局部加固處理。增層的承重體系可在原承重墻體上加層,也可采用與體系相反的承重體系,即原房屋為橫墻承重體系,增層部分為縱墻承重體系;原房屋為縱墻承重體系,增層為橫墻承重體系。但必須在剛性方案或抗震要求的間距內(nèi)布置上下連貫的剛性橫墻。(2)多層全框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)增層部分仍采用框架時(shí),上下框架柱應(yīng)對(duì)齊,將原結(jié)構(gòu)框架柱頂鑿開,接長(zhǎng)鋼筋后再澆筑增層部分的框架柱混凝土。在新舊結(jié)構(gòu)交接處,亦即原屋面高度處宜現(xiàn)澆截面較高的轉(zhuǎn)換梁,以確保新舊結(jié)構(gòu)在加層處有可靠的傳遞,并增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抵抗能力。對(duì)老框架強(qiáng)度的驗(yàn)算,除了考慮增層后增加的垂直荷載外,還要考慮房屋加高后,由于水平荷載增加而使側(cè)移加大的影響。必要時(shí)可設(shè)剪力墻,控制側(cè)移的影響,相對(duì)地提高框架的承載能力。(3)多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。增層部分的結(jié)構(gòu)布置與下層結(jié)構(gòu)相同,內(nèi)框架鋼筋混凝土中柱梁、磚壁柱設(shè)置至頂。根據(jù)抗震要求,層層設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,房屋四大角設(shè)抗震柱,新加層抗震縱橫墻采用普通磚或砌體。加層的可行性取決于原鋼筋混凝土內(nèi)柱及帶有壁柱的磚砌體的承載能力以及補(bǔ)強(qiáng)加固的可能性。(4)底層全框架結(jié)構(gòu)。上部加層部分一般采用剛性磚混結(jié)構(gòu),由于上部加層而增加了底層框架的垂直荷載和水平荷載。對(duì)于經(jīng)過復(fù)核驗(yàn)算不能滿足加層強(qiáng)度及抗震要求時(shí),可采用(口)形鋼架與原框架梁柱形成組合梁柱進(jìn)行加固(此方案適合于非地震區(qū)使用)。(5)下部磚混、上部框架結(jié)構(gòu)方案。這種類型主要是為了減小增層荷載,在舊房屋上部分采用填充輕質(zhì)墻形成的框架結(jié)構(gòu)體系。采用這種方案時(shí)上部框架柱應(yīng)有可靠的錨固或支承,通常應(yīng)結(jié)合對(duì)舊房加固,宜對(duì)舊房設(shè)構(gòu)造柱,使其與加層中的框架形成整體,從而使框架梁柱落地,構(gòu)造柱應(yīng)盡可能伸入既有建筑物室外地面下500mm,或錨入基礎(chǔ)圈梁內(nèi),以避免上部框架柱未落地,而只是在舊樓層圈梁上連接,造成錨固不可靠的后果。(6)下部剛性方案、上部為彈性或剛彈性方案的磚混結(jié)構(gòu)。此類建筑主要用于增設(shè)一個(gè)較大空間的會(huì)議室等。由于此類建筑的抗震性能差,不宜在地震區(qū)修建。在非地震區(qū),應(yīng)考慮新加縱墻有足夠的承受橫向風(fēng)荷載的能力。此類房屋在增層時(shí),應(yīng)從外墻底部起,在室外側(cè)沿房高增設(shè)扶壁磚柱,用以增強(qiáng)加層部分墻體抵抗橫向水平力的能力,扶壁磚柱的斷面應(yīng)滿足加層部分窗間墻的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求?；蚣訉硬糠衷鲈O(shè)鋼筋混凝土柱列與舊墻體增設(shè)的構(gòu)造柱相連。4.2　外套結(jié)構(gòu)當(dāng)在既有建筑物上增加的層數(shù)比較多、增加的荷載較大,而原建筑的寬度不大于15m、高度在15m以下且不適于采用直接增層方案時(shí),可采用外套結(jié)構(gòu)增層方案〔1〕。外套結(jié)構(gòu)可以解決直接增層不能解決的問題:1增層以后的層數(shù)、高度可不受《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ11-89)對(duì)砌體房屋層數(shù)和總高度的限制,而放寬到多層或高層鋼筋混凝土房屋的適用層數(shù)和高度〔2〕;2不受原平面設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)類型限制,可按新的使用功能要求,重新進(jìn)行設(shè)計(jì);3可以改善建筑立面,解決新舊部分不協(xié)調(diào)、不統(tǒng)一的問題,消除外形上簡(jiǎn)單的加固痕跡。外套框架可分為兩大類:1外套框架與舊建筑物完全脫開,外套框架底層柱很高,中間無水平支點(diǎn),稱為長(zhǎng)腿柱外套框架;2外套框架與舊建筑物連在一起,在外套框架各層柱中間有水平支點(diǎn),稱為短腿柱外套框架。5　地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5.1　地基承載力的確定地基承載力是加層設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的問題,其大小決定增加層數(shù)和上部結(jié)構(gòu)方案的選擇,所以首先應(yīng)該弄清既有房屋現(xiàn)在的地基承載力。一般認(rèn)為舊有房屋的地基承載力在既有房屋荷載作用下,地基固結(jié),產(chǎn)生壓密效應(yīng)而得到提高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下可比原始承載力提高10%～50%。在設(shè)計(jì)中一般取20%～30%。這種土的壓密過程與基礎(chǔ)壓力的大小、基礎(chǔ)寬度、房屋建成的時(shí)間、土體本身的性質(zhì)及滲透性、排水條件等有關(guān)。當(dāng)房屋建造時(shí)間太長(zhǎng)、原始資料不全、難于確定原有房屋的原始承載力時(shí),也可以通過原位測(cè)試或取樣化驗(yàn),按與新建筑物相同的方法確定其承載力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定由恒載引起的地基沉降量:對(duì)于低壓縮性粘土,一般在施工期間已完成50%～80%;中等壓縮性粘土為30%～50%;高壓縮性粘土為10%～30%。砂土地基的沉降量一般在施工期間已基本完成,故建成8年以上的建筑都可認(rèn)為地基承載力得到提高,在實(shí)際工程中最好在基底下1m范圍內(nèi)取土樣化驗(yàn)土的允許承載力和壓縮模量。6　結(jié)束語(yǔ)房屋增層改造涉及面廣,原建筑物建造時(shí)間長(zhǎng)、變化多、情況復(fù)雜,要做到適用、經(jīng)濟(jì)、快捷難度很大,目前還沒有專門的加層設(shè)計(jì)法令性規(guī)定,因此設(shè)計(jì)前要廣泛收集資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,認(rèn)真分析資料,確定合理的建筑方案和結(jié)構(gòu)方案。