簡介：根據(jù)我國的房屋現(xiàn)狀,論述了增層改造的必要性。針對增層改造的對象,提出了進行增層改造的可行性分析方法,闡述了增層改造設計中建筑、結構、地基基礎的處理和增層改造房屋的抗震設計 


關鍵字：建筑物增層，建筑設計，結構設計
　　1　概　述

　　據(jù)統(tǒng)計我國目前有建筑物66億m2,價值38200億元。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,許多建筑物受當時的經(jīng)濟條件和建筑技術所制約,在建筑功能的完善程度和建筑結構的形式、裝飾方面已不能滿足時代要求,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、儲藏室等,上下水、暖氣、煤氣、電器等設備更差,且成套率很低。這些房屋大部分是2～4層,其承重結構卻有一定潛力,如果將這批住宅全部拆掉,按“九五”規(guī)劃的小康標準蓋新房,國家財力難以承受,如果采用房屋加層的方法改造原有住宅中結構質(zhì)量較好的,就能達到經(jīng)濟、適用、快捷的建房目標。增層改造具有以下優(yōu)點:1原有房屋一般多在地理位置較好、交通方便、生活供應配套較完善的地區(qū),改造這里的房屋不需征地,建筑面積又能成倍增加,節(jié)約征地費用和配套費;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;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,擴建原有水、暖、電等配套設備,達到調(diào)整使用、美化環(huán)境的要求,以滿足小康住宅標準;5建設周期短、投資小、見效快,對于緩解建房速度跟不上日益增長的需求量具有十分重要的作用。 

　　2　增層改造的對象和可行性分析

　　2.1　增層改造的對象增層改造的目的主要是節(jié)約投資,短期收效。在選擇改造對象時,更應著重于其安全設計,凡滿足下列條件的房屋可進行改造:1經(jīng)綜合技術經(jīng)濟分析,增層改造房屋的造價低于新建房屋造價;23～4層磚混結構或混合結構房屋;3房屋結構狀態(tài)良好,未因基礎不均勻下沉、地震和其他人為因素引起裂縫;4增層改造后房高、進深加大,應基本滿足房屋對日照的需求(但對房屋間距的要求根據(jù)實際情況可適當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增層改造的工程項目前,首先要進行可行性分析,它包含專業(yè)技術分析和經(jīng)濟技術分析。 

　　3　建筑設計增層設計的平面布局應滿足現(xiàn)行各類小康住宅的標準,對原有住宅的調(diào)整應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、廁所及陽臺。施工時應以不搬遷或少搬遷住戶為原則。新舊房屋宜聯(lián)成整體,最好不設施工縫。如必須利用沉降縫來解決新舊建筑的沉降差,應待立體結構完工后,用二次澆灌的方法將新舊房屋聯(lián)成整體,以增強房屋的整體性和抗側(cè)移能力。抗震設防區(qū)應與抗震設防加固結合進行,以達到抗震加固和改造舊房的雙重目的。 

　　在原結構上直接增層時,房屋中的煙囪及上下水管、煤氣、暖氣、電器設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。如原房屋地基基礎和承重結構不滿足在原房屋上直接增層時,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置設備層。增設設備層后,增層部分的建筑平面可重新設計組合。 


在立面設計時,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,還需適當考慮日照問題。 

　　4　結構設計

　　4.1　直接增層方案

　　(1)一般剛性磚混結構(上下部均為磚混結構)。在對地基基礎及墻體強度進行復核驗算并滿足抗震設防要求后,可采用普通粘土磚或砌塊、輕質(zhì)高強材料(如泰柏板等)來加砌新的上部墻體。當個別墻段或基礎強度不足時,可先進行局部加固處理。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)多層全框架結構。當增層部分仍采用框架時,上下框架柱應對齊,將原結構框架柱頂鑿開,接長鋼筋后再澆筑增層部分的框架柱混凝土。在新舊結構交接處,亦即原屋面高度處宜現(xiàn)澆截面較高的轉(zhuǎn)換梁,以確保新舊結構在加層處有可靠的傳遞,并增強節(jié)點的抵抗能力。對老框架強度的驗算,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。必要時可設剪力墻,控制側(cè)移的影響,相對地提高框架的承載能力。(3)多層內(nèi)框架結構。增層部分的結構布置與下層結構相同,內(nèi)框架鋼筋混凝土中柱梁、磚壁柱設置至頂。根據(jù)抗震要求,層層設置鋼筋混凝土圈梁,房屋四大角設抗震柱,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強加固的可能性。(4)底層全框架結構。上部加層部分一般采用剛性磚混結構,由于上部加層而增加了底層框架的垂直荷載和水平荷載。對于經(jīng)過復核驗算不能滿足加層強度及抗震要求時,可采用(口)形鋼架與原框架梁柱形成組合梁柱進行加固(此方案適合于非地震區(qū)使用)。(5)下部磚混、上部框架結構方案。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)墻形成的框架結構體系。采用這種方案時上部框架柱應有可靠的錨固或支承,通常應結合對舊房加固,宜對舊房設構造柱,使其與加層中的框架形成整體,從而使框架梁柱落地,構造柱應盡可能伸入既有建筑物室外地面下500mm,或錨入基礎圈梁內(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構。此類建筑主要用于增設一個較大空間的會議室等。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),應考慮新加縱墻有足夠的承受橫向風荷載的能力。此類房屋在增層時,應從外墻底部起,在室外側(cè)沿房高增設扶壁磚柱,用以增強加層部分墻體抵抗橫向水平力的能力,扶壁磚柱的斷面應滿足加層部分窗間墻的強度和穩(wěn)定性要求。或加層部分增設鋼筋混凝土柱列與舊墻體增設的構造柱相連。 


　　4.2　外套結構當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,可采用外套結構增層方案〔1〕。外套結構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《建筑抗震設計規(guī)范》(GBJ11-89)對砌體房屋層數(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不受原平面設計及結構類型限制,可按新的使用功能要求,重新進行設計;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,稱為長腿柱外套框架;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,稱為短腿柱外套框架。 

　　5　地基基礎設計

　　5.1　地基承載力的確定地基承載力是加層設計中至關重要的問題,其大小決定增加層數(shù)和上部結構方案的選擇,所以首先應該弄清既有房屋現(xiàn)在的地基承載力。一般認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,產(chǎn)生壓密效應而得到提高。根據(jù)經(jīng)驗,一般情況下可比原始承載力提高10%～50%。在設計中一般取20%～30%。這種土的壓密過程與基礎壓力的大小、基礎寬度、房屋建成的時間、土體本身的性質(zhì)及滲透性、排水條件等有關。當房屋建造時間太長、原始資料不全、難于確定原有房屋的原始承載力時,也可以通過原位測試或取樣化驗,按與新建筑物相同的方法確定其承載力。根據(jù)經(jīng)驗確定由恒載引起的地基沉降量:對于低壓縮性粘土,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為地基承載力得到提高,在實際工程中最好在基底下1m范圍內(nèi)取土樣化驗土的允許承載力和壓縮模量。 

　　6　結束語

　　房屋增層改造涉及面廣,原建筑物建造時間長、變化多、情況復雜,要做到適用、經(jīng)濟、快捷難度很大,目前還沒有專門的加層設計法令性規(guī)定,因此設計前要廣泛收集資料、現(xiàn)場調(diào)查,認真分析資料,確定合理的建筑方案和結構方案。