房屋改造加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)鄧中亞【摘要】Buildingduetodisrepair,catastrophes,changesthestructureperformance,therefore,mustbebeforemodificationreliabilityevaluation,accordingtotheappraisalopinionsforrenovationanddesign.Onlyseriousdetection,scientificappraisal,thecarefuldesign,carefulconstruction,toensuretheusesafetyofmodifiedstructure.Thispaperilustratesthemethodofstrengtheningconcretestructuretransformation,andtoemphasizethedesignkeypoints.%建筑物由于年久失修、遭遇災(zāi)害，其結(jié)構(gòu)性能會(huì)發(fā)生變化，因此，改造前必須對(duì)其進(jìn)行可靠性鑒定，依據(jù)鑒定意見進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)。只有做到認(rèn)真檢測、科學(xué)評(píng)估、周密設(shè)計(jì)、精心施工，才能確保改造后建筑結(jié)構(gòu)的使用安全。本文詳細(xì)說明了混凝土結(jié)構(gòu)改造加固的方法，并強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)要點(diǎn)?！酒诳Q】《建筑與文化》【年(卷)，期】2016(000)002【總頁數(shù)】2頁(P234-235)【關(guān)鍵詞】房屋改造;房屋加固;結(jié)構(gòu)加固;改造設(shè)計(jì);加固設(shè)計(jì)【作者】鄧中亞【作者單位】中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院【正文語種】中文1前言由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)能力的提高，人民群眾對(duì)住房消費(fèi)需求持續(xù)火熱，房地產(chǎn)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，與此同時(shí)，為提高居住質(zhì)量，舊房改造也越來越引起關(guān)注。另外，一些公共建筑、工業(yè)建筑由于年久失修或用途變化，也需要進(jìn)行加固改造。市場之巨大、任務(wù)之艱巨可想而知。房屋加固的主要目的是提升房屋的結(jié)構(gòu)性能，即提高承載力和抗變形能力，是從結(jié)構(gòu)安全性方面考慮滿足使用要求；房屋改造的目的是提升或改變房屋的建筑功能，即增加面積和改變使用性質(zhì)，是從適用性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、節(jié)能、環(huán)保等方面考慮滿足使用要求。2加固分類房屋加固可分為抗震加固、補(bǔ)強(qiáng)加固和改造加固（由房屋改造引起）三種情況?？拐鸺庸毯透脑旒庸套顬槌Ｒ?，通常改造和加固同時(shí)進(jìn)行?？拐鸺庸?，對(duì)未進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)或抗震設(shè)防達(dá)不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的房屋進(jìn)行的加固處理。補(bǔ)強(qiáng)加固，由于遭受火災(zāi)、超載、地基不均勻沉降等原因造成房屋強(qiáng)度下降，或由于設(shè)計(jì)失誤、施工質(zhì)量問題導(dǎo)致的房屋強(qiáng)度下降，需要進(jìn)行加固處理。改造加固，由于房屋使用性質(zhì)改變而導(dǎo)致荷載增加，或?yàn)榱嗽黾邮褂妹娣e，在層高較大的部位或在屋頂上進(jìn)行加層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足要求，而進(jìn)行的加固處理。3可靠性鑒定3.1收集資料收集既有房屋的相關(guān)資料，對(duì)改造的可行性進(jìn)行分析。收集的資料包括：房屋的設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)變更、施工工作記錄、施工驗(yàn)收和工程地質(zhì)勘察等資料，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘察；使用期間的維修、加固資料，事故處理報(bào)告，房屋遭受災(zāi)害情況資料；建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀缺陷，環(huán)境條件，用途與荷載等變更情況。改造后用途及荷載狀況；水文、抗震設(shè)防要求；房屋所在地通常的改造加固做法。3.2鑒定檢測內(nèi)容房屋經(jīng)過多年使用，建筑結(jié)構(gòu)或多或少發(fā)生了一些變化，為了解房屋結(jié)構(gòu)當(dāng)前的安全性、適用性和耐久性是否滿足要求，在改造加固前必須由有資質(zhì)的單位對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和鑒定，對(duì)其可靠性做出正確的評(píng)價(jià)。檢測時(shí)可根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)實(shí)際情況和特點(diǎn)確定重點(diǎn)內(nèi)容，砌體結(jié)構(gòu)著重檢測磚的強(qiáng)度、砌體砂漿強(qiáng)度、砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、砌筑質(zhì)量與構(gòu)造、砌體結(jié)構(gòu)的損傷與變形等涉及結(jié)構(gòu)性能的項(xiàng)目。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)著重測定混凝土的強(qiáng)度、鋼筋的放置與數(shù)量、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形及鋼筋的銹蝕等。結(jié)構(gòu)鑒定的目的是根據(jù)檢測的結(jié)果，依據(jù)現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算、分析，找出薄弱環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)其安全性和耐久性，提出改造、加固的建議。鑒定評(píng)估報(bào)告是改造加固設(shè)計(jì)的依據(jù)。鑒定的目的不同，鑒定依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有所不同，結(jié)構(gòu)加固前，應(yīng)根據(jù)建筑類別，分別按現(xiàn)行《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》等進(jìn)行可靠性鑒定。當(dāng)與抗震加固同時(shí)進(jìn)行時(shí)，還應(yīng)按現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》或《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行抗震能力鑒定。3.3鑒定檢測程序（1） 現(xiàn)場查勘：開挖檢查房屋的基礎(chǔ)狀況；檢查上部結(jié)構(gòu)及主體構(gòu)件的使用情況。（2） 現(xiàn)場檢測：主要檢測基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)承重部分強(qiáng)度。砌體結(jié)構(gòu)，依據(jù)《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》檢測和推定砂漿強(qiáng)度、磚的強(qiáng)度或砌體的工作應(yīng)力、彈性模量和強(qiáng)度。根據(jù)檢測的用途和目的選擇檢測方法，盡量選擇非破損檢測方法。砂漿強(qiáng)度、磚的強(qiáng)度通常采用回彈法檢測?；炷两Y(jié)構(gòu)，目前采用《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)是建筑結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)與測試的通用標(biāo)準(zhǔn)。由中國建筑科學(xué)研究院主編的《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》已完成征求意見稿，新標(biāo)準(zhǔn)給出的檢測方法針對(duì)性更強(qiáng)?？箟簭?qiáng)度是混凝土檢測的關(guān)鍵指標(biāo)，檢測方法很多，多數(shù)方法由于是間接推斷誤差較大，通常與鉆芯法配合使用;鋼筋檢測包括鋼筋數(shù)量、位置、保護(hù)層厚度和鋼筋的銹蝕情況；結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形檢測是以設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，對(duì)照現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行核查；對(duì)混凝土的碳化深度和腐蝕程度也應(yīng)進(jìn)行檢測。（3） 復(fù)核驗(yàn)算：按照現(xiàn)行規(guī)范和計(jì)算手段，結(jié)合實(shí)際檢測結(jié)果，對(duì)基礎(chǔ)及上部主要承重構(gòu)件、墻體的承載力進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算。（4） 鑒定結(jié)論：根據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)現(xiàn)行國家規(guī)范，分別對(duì)基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)承重部分的安全性進(jìn)行評(píng)定，然后進(jìn)行綜合評(píng)定，做出安全性鑒定意見。4加固設(shè)計(jì)根據(jù)鑒定評(píng)估報(bào)告對(duì)結(jié)構(gòu)目前實(shí)際的安全性、適用性、耐久性做出的分析，結(jié)合其改造內(nèi)容，論證其改造的可行性，確定改造方案，并對(duì)其重新計(jì)算，對(duì)因改造而引起的不滿足要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固處理。針對(duì)每個(gè)建筑物的不同情況選擇最佳的加固方案最為關(guān)鍵。4.1選擇加固方案考慮的主要因素（1）房屋現(xiàn)狀。房屋結(jié)構(gòu)、建造年代、完好狀況、抗震設(shè)防等級(jí)、改造前用途及荷載狀況、房屋場地地質(zhì)及水文狀況等；（2）改后功能。改后用途、改造內(nèi)容、結(jié)構(gòu)變動(dòng)情況、荷載狀況、對(duì)抗震設(shè)防的要求等；（3）預(yù)期效果。既定功能實(shí)現(xiàn)情況、加固材料與原結(jié)構(gòu)協(xié)同性、結(jié)構(gòu)的整體承載能力改善狀況、結(jié)構(gòu)的既有損傷修補(bǔ)情況、建筑立面影響情況；（4）施工水平。施工隊(duì)伍技術(shù)水平、機(jī)械裝備等。盡量采用當(dāng)?shù)剌^常使用，施工方法易于掌握，施工質(zhì)量能夠保證的加固方法。采用新技術(shù)、新材料、新工藝時(shí)，應(yīng)先試點(diǎn)，驗(yàn)收合格后展開；（5）施工條件。施工場地、施工季節(jié)、周邊情況等；（6）施工工期。為減少對(duì)既有建筑內(nèi)部人員正常工作和周邊居民生活的影響，應(yīng)采用施工周期相對(duì)較短且施工噪音較小的方案；（7）工程造價(jià)。既要考慮加固本身的費(fèi)用，還要考慮恢復(fù)和裝飾需要的投入。4.2設(shè)計(jì)原則（1）改造加固設(shè)計(jì)應(yīng)該由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位承擔(dān)；（2）結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)滿足要求；（3）先加固，后改造。對(duì)高溫、高濕、低溫、凍融、化學(xué)腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、地基不均勻沉降等因素引起的原結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中提出有效的防治對(duì)策，通過加固消除結(jié)構(gòu)體系存在的問題，消除潛在的危險(xiǎn)性；（4）改造加固設(shè)計(jì)所采用的材料應(yīng)盡可能輕質(zhì)，以減小地震反應(yīng)和避免對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理；屋頂加層盡量采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，以減少對(duì)下部房屋使用的影響，原有下部結(jié)構(gòu)減少或不進(jìn)行加固；（5）改造加固設(shè)計(jì)應(yīng)采用傳力明確、構(gòu)造簡單、不損傷或少損傷原有構(gòu)件、施工方便、費(fèi)用低的方案，應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，避免不必要的拆除或更換；（6）因加固增設(shè)的構(gòu)件與原有房屋構(gòu)件應(yīng)有可靠的錨固和拉結(jié)措施，確保其共同工作。有抗震設(shè)防要求時(shí)，遵循強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則；（7）加固工程選用的水泥、混凝土、鋼材、纖維材料、加固用膠粘劑、混凝土裂縫修補(bǔ)材料、鋼筋阻繡劑等均應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》的要求;（8）對(duì)改造后的房屋結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算。地震區(qū)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件加固，除應(yīng)滿足承載力要求外，尚應(yīng)復(fù)核其抗震能力。不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成的新薄弱部位；同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大的影響。4.3結(jié)構(gòu)加固方法（1）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)層加固法。將原結(jié)構(gòu)表面鑿除，然后澆筑一定厚度的補(bǔ)強(qiáng)層以增大板厚及主梁有效高度，從而提高結(jié)構(gòu)整體承載能力；（2）增大截面加固法。通過增大構(gòu)件截面面積或增配鋼筋以提高鋼筋混凝土梁、柱的強(qiáng)度、剛度；（3）增設(shè)支點(diǎn)加固法。通過增設(shè)支點(diǎn)，減小受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度，從而提高結(jié)構(gòu)的承載水平;（4）外粘型鋼加固法。對(duì)鋼筋混凝土梁、柱外包型鋼或扁鋼焊成的構(gòu)架，并灌注結(jié)構(gòu)膠粘劑，使鋼構(gòu)架和被加固構(gòu)件粘結(jié)成整體共同受力。適用于不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固；（5）夕卜粘鋼板加固法。用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以提高結(jié)構(gòu)承載能力；（6）粘貼碳纖維布（板）加固法。利用粘結(jié)劑把碳纖維布（板）材粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面形成復(fù)合材料體，通過碳纖維布（板）與結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能;（7）注漿加固法。采用壓力設(shè)備將樹脂類膠粘劑或密封劑灌注于結(jié)構(gòu)損傷部位，常用于混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫修補(bǔ)；（8）錨噴混凝土加固法。上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的隧道施工支護(hù)方法，近年來在危、舊混凝土橋梁加固中得以應(yīng)用，建筑加固中主要用于因支點(diǎn)截面尺寸偏小而導(dǎo)致的抗剪強(qiáng)度不足的混凝土梁的加固維修；（9）混凝土植筋技術(shù)。用于螺桿、螺栓、螺紋鋼筋等在混凝土結(jié)構(gòu)中的生根，植入深度應(yīng)滿足規(guī)范要求的錨固長度。4.4直接加層法（1） 基本條件：①不改變結(jié)構(gòu)承重體系和平面布局；②僅加一層，且經(jīng)過數(shù)年原承重結(jié)構(gòu)與地基的承載力和變形能滿足加層的要求，或經(jīng)過加固處理后，可直接加層；③當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度僅為6度，或無抗震設(shè)防要求。（2） 設(shè)計(jì)要求：①地基承載力計(jì)算。原房屋經(jīng)過長期使用，未出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，計(jì)算時(shí)可將原地基承載力適當(dāng)提高，滿足要求時(shí)可直接加層；②地基承載力不足時(shí)，可加大原基礎(chǔ)底面積；③原屋面板作為加層后的樓面板使用時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算承載力和變形，當(dāng)不能滿足要求時(shí)應(yīng)采取加固措施；④樓梯間及樓梯設(shè)計(jì)符合要求；⑤其他結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固應(yīng)符合規(guī)范要求。4.5設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）改造加固設(shè)計(jì)與新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大區(qū)別，在驗(yàn)算現(xiàn)有構(gòu)件的承載力時(shí)應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定考慮樓面活荷載的折減；鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板的梁，核算其受彎承載力時(shí)，跨中應(yīng)考慮現(xiàn)澆板有效受壓翼緣寬度，跨中和梁端受壓區(qū)鋼筋的雙筋梁作用；框架梁核算端部承載力和裂縫時(shí)的彎矩值應(yīng)取柱邊值而不應(yīng)取柱中值；各構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)按檢測的實(shí)測值換算為設(shè)計(jì)值取用。采用計(jì)算軟件作整體內(nèi)力分析后，必須對(duì)構(gòu)件作局部驗(yàn)算，避免對(duì)實(shí)際不需要做加固處理的構(gòu)件也進(jìn)行加固；（2）混凝土結(jié)構(gòu)房屋加固后的使用年限，《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中明確指出：應(yīng)由業(yè)主和設(shè)計(jì)單位商定；一般情況下，宜按30年考慮，到期后若重新進(jìn)行可靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)正常工作，仍可繼續(xù)延長其使用年限；對(duì)于使用膠粘方法或摻有聚合物加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件淌應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)。檢查時(shí)間間隔由設(shè)計(jì)院確定，但第一次檢查時(shí)間不應(yīng)遲于10年。如因業(yè)主要求或該工程的特殊性需要有更長的使用年限，設(shè)計(jì)應(yīng)采取加強(qiáng)措施；（3）對(duì)于原來未進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)、設(shè)防烈度低或按舊規(guī)范抗震設(shè)計(jì)的混凝土房屋結(jié)構(gòu)，多數(shù)在改造加固設(shè)計(jì)時(shí)很難達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范的要求。因此，應(yīng)按《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》對(duì)其作抗震加固,并按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，根據(jù)具體情況作適當(dāng)加強(qiáng)；（4）進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)與承擔(dān)施工的單位進(jìn)行配合，根據(jù)施工單位的經(jīng)驗(yàn)和水平確定合理的設(shè)計(jì)方案。如果在設(shè)計(jì)時(shí)尚未確定施工單位，那么在完成設(shè)計(jì)后，施工開始前應(yīng)就設(shè)計(jì)中構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時(shí)調(diào)整方案和修改設(shè)計(jì)，以確保工程質(zhì)量和降低造價(jià)；（5）為滿足構(gòu)件抗彎承載力和受剪承載力，采用粘貼鋼板或粘貼碳纖維布（板）加固是常用且有效的加固方法，這兩種方法的共同點(diǎn)是通過結(jié)構(gòu)膠受剪使鋼板或碳纖維布（板）與原構(gòu)件共同工作。結(jié)構(gòu)膠在60OC以上強(qiáng)度會(huì)降低，遇明火會(huì)燃燒，因此加固部位必須進(jìn)行防火處理，粘貼鋼板還需要防銹蝕和設(shè)置錨栓。由于鋼材與混凝土線膨脹系數(shù)不同，受溫度影響，采用粘貼鋼板加固的工程，偶有出現(xiàn)鋼板鼓起而脫膠現(xiàn)象，因此，采用粘貼碳纖維布（板）加固更可取；6）對(duì)加固過程中可能出現(xiàn)的傾斜、失穩(wěn)、過大變形或坍塌的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)在加固設(shè)計(jì)文件中提出相應(yīng)的臨時(shí)性安全措施，并明確要求施工單位嚴(yán)格執(zhí)