熊淑琴南昌市凯华建筑工程有限公司 江西省 南昌市 330000
摘要：本文讨论了两类既有砌体房屋大开间改造工程——“墙承重改为梁承重”和“形成局部底部框架砖房”的设计，分析了结构计算的内容和设计方法，并提出了加固补强的途径。
关键词：既有砌体房屋；大开间；改造加固
近年来，业主对既有砌体房屋改造成大开间的需求日益增多，有的为改善办公条件，将两个小开间和并为大开间；有的拆除多道墙体，将住宅、办公楼等局部改为较大空间的公共建筑；特别是沿街的民用房屋，将底层部分区域改变使用功能，改造成银行或通信公司营业厅。
这些改造是通过梁托换技术，拆除部分承重墙实现的，改变了原砌体房屋的结构体系和荷载传递途径，尽管已经有许多工程竣工，但在改造过程中存在设计概念不明确、计算内容不全面等缺陷，留下了安全隐患。本文就此类改造工程的结构体系进行分析，并提出设计和施工方法的建议。
1、改造工程的结构体系这些改造工程从形成的新结构体系来看，可以分为两类：（1）仅在顶层拆除部分墙体，或是由上及下连续拆除相同轴线的墙体，用混凝土梁托换，梁只承担本层的楼面荷载，形成砖墙和梁混合承重的结构体系；（2）仅在底层拆除部分墙体，混凝土托换梁不仅承担本层楼面荷载，而且承担上部楼层的墙体形成局部底部框架砖房。
图1 所示的某病房楼，为6 层砖混结构，因需要10 个面积较大的病房，业主提出将5～6 层的②、④、⑥、⑧、⑩轴线墙体的A．B 段全部拆除。
仅底层拆除墙体，可以采用局部框架托换体系直接在砖墙上剔槽浇筑框支柱JZl，因为③轴墙体设有构造柱，可以将马牙槎剔除，周圈扩大截面形成JZ2（见图4）。为了满足净空高度的要求，L 和J 均可采用Ⅱ形截面（图2b），h≥1／10；框架托换体系不仅承担2 层楼面荷载，而且承担上部墙体传递的荷载，整个房屋成为“局部底部框架砖房”
图4 底部框架梁柱与抗震墙截面2、结构设计房屋改造设计时，应保证有明确的承重体系和合理的荷载传递途径，新体系应满足结构布置的一般规定。计算时应按现行设计规范确定荷载，按照新结构形式和构件截面计算荷载效应。
2．1 托换结构的验算图1 工程，5 层～6 层荷载传递途径变为：计算时托换梁取两端铰接模型，只承担本层荷载。图2（a）类型的托换梁，直接按250×h 矩形截面验算承载力和变形，并取圈梁混凝土强度等级和箍筋配置数量；如果该位置没有圈梁，直接按新矩形截面梁计算；图2（b）类型的托换梁，可仍按300×矩形截面验算承载力和变形，原圈梁作为安全储备。
托换梁端部与纵墙的圈梁或构造柱连接，钢筋采用化学植筋的方法锚固。纵墙需进行局部承压验算，必要时应设梁垫，见图2（c）。
图3 工程，应按“底层框架砖房”计算新体系的荷载效应，新增框架不仅承担竖向荷载，还和剩余的砖墙共同承担水平地震剪力。截面验算时，托换梁仍按300×h 矩形截面计算，框架柱按环形截面计算，不考虑原圈梁和构造柱的作用。
2．2 其他构件的验算砖混体系中，由于荷载和传递途径的改变，势必改变相关构件的设计内力，托换梁两端纵墙及其基础的竖向荷载效应都有所增加；底部框架砖房底层剩余墙体的水平地震剪力，柱下基础的竖向荷载效应也有很大改变，应验算这些构件的承载力，必要时采取加固措施。
表1 两类改造工程相关构件的内力改变
2．3 构件加固砌体房屋设计多为条形基础，改造为砖混体系后某些区段竖向压力增大，可采用局部加大基础宽度的加固方案，见图5（a）；改造为底部框架体系时，宜按柱下独立基础进行验算。若原建筑物为钢筋混凝土柔性基础，可以同时扩大基础底面积和基础高度，以满足抗弯验算和抗冲切验算，见图5（b）、（C）；当基底配筋不易满足承载力要求时，或原建筑物为刚性基础时，加固时应采用柔性基础方案。
图5 基础的加固墙体砂浆设计强度一般为M2．5～M5，建造时间早的建筑物，砂浆的实际强度更低，因此结构验算中经常遇到两个问题：（1）去掉部分墙体后，各层剩余墙体的地震剪力明显加大，容易造成门窗洞口间墙段抗震承载力不足；（2）不满足底部框架砖房“底层抗震墙砂浆强度不低于MIO，过渡层砂浆强度不低于M7．5”的构造要求。
解决这两个问题，关键是提高墙体的抗震能力通常采用双面加钢丝网的方法加固墙体，钢丝网不小于声4@250，穿墙拉接筋不小于声4@1000，并呈梅花型布置。
2．4 施工措施房屋改造需制定合理的施工方案和施工顺序应先加固基础，再加固剩余墙体，浇筑梁和柱，待混凝土到达设计强度后拆除墙体。新旧混凝土的结合面应凿毛，清理干净并充分湿润后，刷界面剂，然后浇注新混凝土。
拆除墙体，应从顶层依次向下进行采用图2（a）的方案加固时，应分段进行，也可以做好支撑后，整体浇筑。各层支撑应做整体稳定性验算，并上下对齐。
3、结语多层砌体房屋改造成局部大开间，设计前应对既有建筑物进行安全鉴定，并出具可靠的鉴定报告改造设计时，应首先对改造后的结构方案进行分析，看是否满足新结构体系概念设计的一般规定结构计算时，按照新的结构形式和构件截面计算荷载效应，并按材料的实际强度和配筋状况验算承载力和变形。由荷载的增加、传递途径的改变以及按新规范计算时带来的其他构件承载力不足时，应进行加固补强。
论文作者:熊淑琴
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/21
标签：荷载论文; 墙体论文; 截面论文; 结构论文; 体系论文; 承载力论文; 框架论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;