某办公楼拆墙改造加固设计.pdf

'l0O低温建筑技术2014年第4期(总第190期)某办公楼拆墙改造加固设计唐仲鲁，金俊杰(同济大学土木工程学院建筑工程系，上海200092)【摘要】随着人们对于办公环境要求的提高，旧办公楼的功能布局已经不能满足现在的建筑流行时尚。本文通过一个具体的工程实例，论述了拆墙换梁在改造设计过程中夹墙梁的设计、竖向承重构件的加固设计、基础的加固处理、新砌墙与原有结构梁的连接、改造加固中施工顺序等问题。为类似工程提供了有益的参考。【关键词】拆墙改造；夹墙梁；基础加固【中图分类号】TU746．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)04—0100—031工程概况基础。基础埋深室外地坪下1．0m。该办公楼为三层混合结构房屋，呈近似矩形，在现由于使用上需要，需对该楼进行拆墙改造。需④轴@轴处、南北向分成二个单体，中间设楼梯可达要拆除的墙体有1～3层⑤轴、⑥轴、⑦轴、⑧轴、⑩轴、三层及屋面，总建筑面积为458m，设计、施工、竣工年⑩轴处墙体；一层③～④轴至⑤～⑥轴、二～三层③代不详。改造前结构平面布置图如图1、图2所示。～④轴至④～⑧轴处墙体，另外还需拆除1～3层②至西面单体(A区：①～④轴至⑩～⑧轴)呈近似矩形。⑩轴处柱子。其中首层⑧轴、⑥轴处将新砌240mm厚开间一般为4．0m，为二开间房屋，房间进深为4．0m。砖墙。改造后结构平面布置图见图3、图4。房屋外包总长l1m，总宽5．560m。由纵横墙及梁柱共jt?。q同承重。东面单体(B区：@～⑨轴至④～⑩轴)呈近●-●-_L1上上I．．似矩形，为三层外单面走廊式砖混结构房屋。开间一般为3．5m，局部1．3m，房间进深为5060～5560m，廊_一L【『A蓬I^^ll且量【宽1．450m。房屋外包总长15．3m，总宽7．1m。由纵．1=1．_I横墙共同承重。图3首层改造后结构平面布置图A莲I]B星I_一I11一I_I-_I．]IlB区厂=I目～1国℃D西血国Cn血(DllIimIIlI』卫韭_|，一图1首层改造前结构平面布置图_!_【_：曲-：_柚：111—11111l冬I42-3层改造后结构平面布置图在进行改造前，应对原有建筑进行完损性检测。至A匹lIegt经检测墙体未发现裂缝现象，混凝土构件也没出现明芷＼1}畸显的剥落、开裂及钢筋锈蚀现象，整个建筑完好，因此决定按业主的要求进行改造。2拆墙改造设计22-3层改造前结构平面布置图本工程砌体墙从底层到顶层全部拆除，一般施工该楼每层内外墙均设置圈梁，基础设置地圈梁，做法为：首先做好必要的支撑，然后从顶层开始逐层A区采用混凝土锥形基础、基础埋深室外地坪下进行墙体拆除，最后进行梁、柱支模板、并浇筑混凝1．160～I．3000m，B区采用钢筋混凝土条形基础，基础土。但进行这种做法时，施工期间不能有过大的荷埋深室外地坪下0．75～0．87m，局部外廊柱采用独立载，也就是说在进行拆墙施工时不能在相关范围内进 唐仲鲁等：某办公楼拆墙改造加固设计101行其他工序的施工，这样将大大延长施工工期。所以承载力不够，可对其进行增大截面的加固处理，由新本工程参考夹墙梁托换技术进行拆墙改造。该技术加部分、原有竖向构件共同承受改造后夹墙梁传来的在拆除墙体前先在需拆除墙体的顶部设置夹墙梁，在竖向荷载，这样在施工期间，未改造部分能照常工作。墙体拆除后以便将上部荷载通过夹墙梁传递给相连本工程⑦轴／⑩轴组合砖柱如图6所示，⑦轴／④接的墙体或者柱子，然后再传给基础。这就相当于用轴原有柱加固示意图如图7所示。一个内框架来取代原来的承重墙，从而涉及到托换体系的建立与设计，包括相关的夹墙梁的设计、竖向承重构件的加固设计以及相关基础的加固处理等问题。(1)夹墙梁设计。本文以⑦轴处的夹墙梁为例，，100简要介绍本工程所采用夹墙梁的设计过程及构造措施。具体结构剖面图如图5所示。10●H一，●●0；n寸●●●王一，l00』IIl|l图6组合砖柱示意图箍筋受力主筋。。土土．，。0图5夹墙梁不意图"／／鼷j／／I蠡夹墙梁除了按普通梁进行正斜截面承载力计算．L200L250L200L双面焊5d外，还应考虑下面两个方面：①夹墙梁受力是与普通l650‘z梁不同的，普通梁荷载是随施工逐步加载的，而夹墙图7原有桂加固不意图梁是瞬间加载完成；②夹墙梁要求的刚度很大，原有组合砖柱设计中，为了增强整个竖向构件的整体结构的附加变形应控制在很小的范围内，不然容易造性，设置贯穿砖墙的箍筋。在柱加大截面加固设计成开裂破坏。经计算梁底部需配置6根直径为20ram中，为加强新旧部分混凝土的连接，将原有柱的箍筋的二级钢筋，梁顶部需配置4根直径为20hEm的二级凿出一部分，新箍筋与原有箍筋焊接，新老混凝土交钢筋，梁截面中部配置8根直径为14ram的二级钢筋作为腰筋，承重墙两边小梁分别设置矩形箍筋。每隔界处要求接触面凿毛后清洗干净，凿毛处最深处不得小于40ram，最浅处不得小于20ram。400ram设置直径为lOmm短钢筋，植入原圈梁、原楼板内以保证新旧结构的整体性，为了增强夹墙梁的整体对于组合混凝土柱承载力计算方法可参照受压、性，在夹墙梁下端承重墙处，每隔500ram设置270ram受弯构件的计算方法，一般情况下可按新旧部分作为×240ram．大小的混凝土销键。一个整体按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的为了便于施工，同时挤密梁与上部墙体及楼板之规定进行计算，但是考虑到应变滞后、共同工作等因间的空隙，本工程混凝土材料选用无收缩灌浆料混凝素对构件整体强度的影响，需对新增混凝土和新增纵土，此类混凝土具有自流性好，快硬、早强、高强、元收向钢筋的强度进行折减，折减系数可按《混凝土结构缩、微膨胀等优点，并且施工质量可靠，能够缩短工加固技术规范》的规定取值。对于组合砖柱的承载力期，施工过程中无需振动。可按照《砌体结构加固设计规范》相关规定计算。(2)组合柱设计。将纵、横墙拆除用夹墙梁替(3)基础加固措施。建筑物用局部框架代替局代以后，原来纵、横墙相交处需新加框架柱来承受上部承重墙后，须控制上部结构附加变形在很小范围部楼面传来的荷载，为了能有效利用原来结构的承载内，不然易造成上部结构的二次损伤。这就要求新设力，实际工程中宜尽量利用砖混结构中原来的砖墙、框架柱下基础的沉降或不均匀沉降须控制在很小范砖柱或构造柱等竖向承重构件的承载力，如原有构件围内，本工程⑩轴处为墙下条形基础，④轴处为柱下 102低温建筑技术2014年第4期(总第190期)独立基础，用局部框架代替局部承重墙厚，墙下条形基础的受力方式发生了变化，由均匀受压变为了集中受力，这样必然带来基础和地基的应力集中现象；而原有柱下独立基础的内力也将大幅提高，因此，必须对原有的地基承载力和基础的强度进行校核，当出现不满足要求时，应采取适当的措施。常见做法有：基础加宽托换法、坑式托换法、桩式托换法。基础加宽托换法一般采用混凝土或钢筋混凝土加大基础截面，当作用在基础上的荷载为中心荷载或偏小不大时，对于条形基础可采用两面同时加宽，对于柱下独立基图9墙下条基加固示意图础，可采用4面同时加宽；当出现以下情况时也可采用单面加宽：①原基础所受荷载偏心距过大；②与相邻建筑距离太小；③该基础设有沉降缝；坑式托换法是直接在基础底下挖坑，挖至符合要求的持力层，在坑内浇筑混凝土代替原来的土体，以满足地基承载力和变形的要求；桩式托换法是将各种形式、各种材料的桩沉入符合设计要求的持力土层，将上部荷载通过桩传到承载力更高的土层。经验算，本工程中较多基础强度，地基承载力(本工程未考虑建筑物对地基的长期压密效应)不满足要求，综合考虑，采用加大基础底面积来加固基础，其中图10砌体墙与粱顶连接详图④轴原为柱下独立基础，为了增强基础的整体性，加4施工顺序大基础底面积以后，把柱下独立基础改为柱下条形基(1)基础加固。在挖土过程中不应扰动原有基础，如图8所示。⑩轴原为墙下条形基础，由于北面有础，在进行植筋施工时，注意不要扰动原有墙体。相邻建筑，无法外扩，所以采用单面加宽基础底面，同(2)制作夹墙梁和组合柱。夹墙梁、组合柱的时在原基础两侧布置夹墙基础梁，以使组合砖柱传来穿墙箍筋穿孔及混凝土销键凿除墙洞时，注意分散布的集中力在基础底部均匀分布，如图9所示。置，不要密集在某个部位，不应扰动墙体整体结构。(3)待夹墙梁和组合柱混凝土达到设计强度—I‘一后，方可拆除墙体。拆墙时必须轻凿，并按从墙中往．广‘-V)"7墙边、从上到下的顺序进行，在拆梁下面的二皮砖时要求人工逐块砖轻凿拆除；其余可用轻型机械逐片墙菇三一_●=_=；。囡体拆除，但不能产生共振和扰动已施工的梁柱构造。一盘5结语旧办公楼改造加固设计后，办公环境宽敞了许塑I＼茎王苎塞萎壁llI多，也能大大提高员工的办事效率与积极性。但是这l哇200L6O0250枷I2408。柏—l’l’20一l类工程需更换局部结构体系，有较大的技术难度，必须进行周密的加固方案设计，保证构件之间的连接。图8柱F独基加固示意图3新增砌体墙设计参考文献新增砌体墙为抗震墙，当发生地震时应能承担地[1]cB50010—2010，混凝土结构设计规范[S]．震作用，因此，必须保证地震作用能有效的传递到新[2]GB50367—2006，混凝土结构加剐设计规范[S]增砌体墙中，所以新增砌体墙与原结构梁的连接应十[3]GB50702—2011，砌体结构加固设汁规范[S]．分紧密，不得有任何的离空和松动现象。据此，在砌体墙砌到离梁底120mm处，在砌体墙上支到菱台式模[收稿日期】2013—12—25[作者简介]店仲鲁(1988一)，男，浙江宁波人，硕士研究生板，然后在楼板上开洞，向下浇筑混凝土，拆模后，凿研究疗向：房屋检测鉴定与J】l剧。出梁丽旁的混凝土，具体施工网如图10所示。'