某砖混结构房屋抗震改造关键技术分析.doc

1、某砖混结构房屋抗震改造关键技术分析摘要针对某多层砖混结构房屋的改造设计,从抗震设防标准、地基和基础承载能力、竖向和水平构件抗震加固、砖墙开洞、门窗封堵等几个方面加以论述，并对老旧房屋改造中经济合理的加固方案和构造措施加以介绍。 关键词砖混结构；抗震加固；钢筋网喷射砂浆；碳纤维 一、前言 河北某厂拟将其办公楼的一层和二层改造成职工食堂，涉及到墙体开洞和楼面作法变更。经查阅设计图纸，该楼始建于 70 年代中期，建筑面积 5700m2，地上 6 层，地下 1 层，砖混结构。纵墙和山墙厚度为365mm、内墙厚度均为 240mm，粘土砖强度等级为 100 号/75 号，砂浆强度等级为 50 号，楼面梁和

2、楼板为预制梁和预制空心板，混凝土强度等级分别为 300 号和 200 号。基础采用有梁筏板。 二、加固思路 增加荷载主要包括两部分：一是 1、2 层使用功能改变造成的楼面作法和活荷载的增加；二是业主装修时，直接在各层原有楼面上铺设地砖造成的荷载增加。经计算，这两项新增荷载量约为原有荷载总量的8.57%。根据建筑抗震鉴定标准规定，建筑物随着建成时间的增长，地基承载力可提高 5%20%，地基承载力满足要求。对基础底板和地梁进行强度和变形的验算，结果表明原设计满足要求。由于新增荷载引起的地震作用增量很小，因此砖墙开洞和现行抗震规范是影响整体抗震验算结果的主要因素。此外，尚需按改造后的荷载，对一、二层

3、水平构件进行验算和加固处理。 三、加固方案及构造措施 31 砖墙墙体抗震加固 根据 PKPM 软件计算结果，并考虑地下室潮湿的现状，对于地下室内墙双面和外墙临室内一面，采用 20mm 厚 M10 水泥砂浆面层，分两次抹灰加固。对于 1、2 层有新开洞口和横向间距较大的砖墙，采用钢筋网+喷射砂浆面层，单面或双面加固，喷射砂浆面层单侧厚度 30mm，强度等级为 M10，钢筋网由6200 单层双向钢筋绑扎，并且对应加固面层单面或双面设置，分别采用6600L 形锚筋均呈梅花形布置，其在砖墙上的钻孔采用 CGM 灌浆料填实。水泥砂浆或喷射砂浆的面层，施工时环境温度均应在 5以上，施工完成后，应将门窗关闭

4、，砂浆终凝后，应每天淋水养护 3 遍，直至达到设计强度。 砖墙加固的关键是保证加固层与砖墙之间的整体性、加固后墙体与预制楼板的协同性，因此面层与砖墙、面层与砖墙和预制板交接处、以及面层内钢筋的锚固搭接等一系列构造作法至关重要。 32 原有门窗洞口封堵 按修改后的建筑布置，部分原有门窗需要取消。如果对这些洞口采取可靠措施加以封堵，确保封堵部分与原有砖墙咬合紧密，形成受力整体共同参与抗震，可以弥补新开门洞对砖墙的削弱，相对其它提高抗震性能的措施而言，最为经济可靠而且施工简便。封堵时，对于洞口两侧的交接面，采取将原有砖墙面凿毛、按每隔六皮砖剔出马牙槎（60mm120mm 宽、两皮砖高） 、加齿缝砂浆

5、砌筑顶紧等措施，可以保证新旧墙体的紧密连接。而对于洞口顶部，如果采取常规的斜砌砖墙加干硬性浆捻实的方法，受砖墙较厚、斜砌空间较小、工人操作水平不易控制等因素的影响，容易在顶部交接面处产生空隙，形成抗剪的薄弱环节。因此，设计时在需要封堵的门窗洞顶 300mm 高范围内，采用 CGM 或掺微膨胀剂细石混凝土加斜模板浇筑，模板顶部和浇筑面略高于门窗洞口顶，以保证浇筑密实。待 CGM 或混凝土达到设计强度后，剔去多余部分。 33 新开（扩）门洞做法 按修改后的建筑布置，需要在砖墙上新开（扩）部分门洞，由于上述门洞宽度较大、原有砖墙砂浆强度较低且建成时间较长，不宜简单采取砖墙两侧分别开槽、放入预制过梁、

6、最后剔凿门洞的方式。而对于砖墙上开设较大门洞时，比较可靠的常规方法有“外加混凝土框”和“内嵌混凝土框”两种，前者不满足建筑设计要求，后者施工较为繁琐。为保证开洞前后新增过梁托换顺利、受力均匀，不致造成新开门洞上部墙体和楼板的变形，借鉴“内嵌混凝土框”的部分作法，设计出一种安全可行的砖墙开洞方式。 在砖墙新开（扩）门洞拟设过梁顶面以上位置，按间距 0.5m，剔凿约 100mm120mm 的小洞，垂直于墙面塞入 I10 工字钢，与上部砖墙顶紧，将工字钢两端支撑牢固，使工字钢梁暂时承担上部结构荷载。然后按需要的过梁高度和位置剔凿砖墙，绑扎钢筋、支斜模板、浇筑 CGM 或掺微膨胀剂混凝土。待新加过梁达

7、到设计强度后，拆除工字钢并将过梁上小洞填实，剔凿过梁多余部分及过梁下砖墙。 34 预制空心楼板加固 原设计楼板为预制空心楼板。参考有关资料，原 200 号混凝土对应目前的强度约为 C18，混凝土构件年长日久会发生碳化。因此，加固验算时预制板按碳化深度 20mm、混凝土强度 C15 作为设计依据。 对于餐厅范围的楼板，既要力争改造后荷载增加最少以减少加固成本，又要避免剔凿对预制板的损伤和拆除量过大。因此，只将业主装修时所做的地砖铲除，按改造后新增楼面做法不超过 1KN/m2 验算预制板。经计算，改造后弯矩和剪力设计值与预制板允许值（未考虑碳化）之比分别为 126%和 68%，采用板下粘贴碳纤维即

8、可满足抗弯强度要求。 对于厨房范围的楼板，改造后建筑楼面作法需要 300mm 厚，且厨房活荷载标准值 4.0KN/m2。经计算，改造后弯矩和剪力设计值与预制板允许值（未考虑碳化）之比分别为 215%和 139%，现有截面不能满足抗弯和抗剪强度要求。因此，需要修改楼板截面。首先在楼板下做好支撑，然后将预制板圆孔上部 70mm80mm 宽范围内的混凝土板凿开，在圆孔内和预制板上表面涂刷界面剂，圆孔内放置水平通长钢筋并伸至板端，预制板上表面铺设单层双向构造钢筋网，并通过三角形箍筋与圆孔内水平钢筋拉结，最后在圆孔内和预制板上 50mm 高范围内，浇筑掺加微膨胀剂C20 混凝土。 35 预制楼面梁加固

9、原结构 1、2 层设有预制梁，截面尺寸分别为 200mm550mm 和200mm500mm。经验算，餐厅范围内的预制梁，其截面尺寸满足加固要求，采用梁底粘贴碳纤维提高其抗弯承载力、梁底梁侧粘贴 U 形钢板提高其抗剪承载力。厨房范围内的预制梁，其截面无法满足碳纤维或钢板加固所需要的最小截面要求，只有采取增大梁截面或减少弯矩剪力值的方法加以解决。本着简单易行、对使用功能影响最小的原则，采取缩短预制梁计算跨度的方式减小弯矩剪力值。在梁两端下部，增设 200mm 宽、800mm/600mm 长的钢筋混凝土墙垛（墙垛长度受建筑平面限制） ，并通过植入水平钢筋使其与梁下原有砖墙连成整体。对仍然超过预制梁允许弯矩剪力值的部分，通过粘贴碳纤维或钢板补强处理。 四、结语 在老旧房屋改造设计中，抗震设防标准的确定对成本影响至关重要，而细部节点的构造措施也应予以充分重视。在最大限度满足建筑使用功能的前提下，本着“安全可靠、经济合理、施工简便”的原则，结合工程具体情况，制定可靠易行的结构方案和构造措施。 本工程自改造完成并投入使用至今已数年，所有加固构件在新荷载作用下工作状态正常。实践证明，加固合理有效，达到设计预期效果。 参考文献： 1JGJ116-1998.建筑抗震加固技术规程S. 2CECS25：90.混凝土结构加固设计规范S. 3CECS146：2003.碳纤维片材加固混凝土结构技术规程S.