淺談城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構加固處理

李玲嬌， 夏孝軍， 陳 華

(1.四川省建筑新技術工程公司， 四川成都 610081； 2.中國十九冶集團有限公司，四川成都 610031)

[定稿日期]2017-08-31

近年來，雖然我國城鎮(zhèn)化建設取得了重大發(fā)展，但是在城鎮(zhèn)化進程中也出現(xiàn)了許多問題，其中以老舊房屋的安全性問題尤為突出。此類建筑主要修建于20世紀50年代到90年代，經(jīng)過幾十年的風雨、地震等自然災害和人為的作用，其結(jié)構老化嚴重，承載能力下降，抗震性能不足，極易遭受破壞，急需對其進行加固處理[1-2]。因此研究城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構加固具有重要的現(xiàn)實意義?，F(xiàn)存的城鎮(zhèn)老舊房屋以磚混結(jié)構最多，磚木結(jié)構次之，鋼筋混凝土框架結(jié)構、純木結(jié)構和鋼結(jié)構較少。因此本文以磚混結(jié)構為主要研究對象探討城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構加固，以期為其相關研究提供借鑒。

1 城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構特點

現(xiàn)存的城鎮(zhèn)老舊房屋以2～3層居多，屋面主要為瓦坡屋面和鋼筋混凝土平屋面，其施工簡易，地基基礎處理也相對簡單[3]。由于當時經(jīng)濟、技術條件的限制，城鎮(zhèn)老舊房屋主要具有以下問題：

1.1 相關設計標準偏低

在20世紀70年代以前，我國的結(jié)構設計規(guī)范大都采用蘇聯(lián)的舊制，安全儲備很低，也未考慮抗震設防，使得結(jié)構的安全性和抗震性嚴重不足[3]。直到1978年TJ11-78《工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范》[4]的頒布，才使得我國建筑抗震正式進入設計要求之中。20世紀90年代以后，隨著眾多標準的頒布實施，設計要求的不斷提高和設計體系的不斷完善，我國建筑結(jié)構的安全性和抗震性得到了大幅度提高。

1.2 材料強度不高

調(diào)查表明，老舊房屋使用的混凝土和砌筑砂漿的強度普遍偏低。其中混凝土的強度一般在C20左右，砌、筑、砂漿的強度一般為M0.4～M1.5，遠低于燒結(jié)磚的強度[3]。而老舊房屋在使用過程中也未進行定期維護和修繕，使得其材料強度退化嚴重，承載能力下降。

1.3 整體性能不足

現(xiàn)存的老舊房屋整體性普遍不足，主要表現(xiàn)為：(1)樓(屋)面板和混凝土梁普遍采用預制構件；(2)樓(屋)面板直接放置在兩端的墻體或梁上，缺乏與下部承重構件的有效連接；(3)部分房屋未設置圈梁、構造柱等構造措施，或構造柱、圈梁設置不全；(4)懸挑構件與主體結(jié)構錨固不足，女兒墻、雨篷等與承重構件無可靠連接[6]。

1.4 建造方式混亂、布局不合理

現(xiàn)存的老舊房屋大多修建于我國建筑行業(yè)的發(fā)展初期，期間出現(xiàn)了許多未經(jīng)正規(guī)設計、全憑經(jīng)驗施工的建筑[5]。在老舊房屋的使用過程中，使用者往往對其進行隨意搭建、加層，造成承重構件布局極不合理。一些搭建部分的承重墻體甚至直接放置在下部無梁的樓(屋)面板上，導致搭建部分與原有房屋缺乏可靠的連接[6]。

1.5 相關資料不全、房屋密度高

現(xiàn)存的老舊房屋在使用過程中大多經(jīng)過多次改造，其使用功能變化。又由于年代久遠，原始圖紙、改造方案等資料遺失嚴重。另外，老舊房屋的間距普遍偏小、房屋密集度高，道路和樓梯寬度很難滿足消防和人員疏散的要求[6]。這些都增加了后續(xù)鑒定及加固處理的難度。

2 城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構受損特征及加固處理方法

2.1 地基基礎

地基基礎的受損特征主要表現(xiàn)為地基不均勻沉降、變形和基礎開裂等。對于地基的加固處理主要采用灌漿加固法和高壓噴射注漿法，將漿液直接注入到地基的裂縫或空隙中，使之成為整體，從而提高地基自身的強度和變形能力[7]。對于基礎的加固處理則主要采用增大截面加固法。

2.2 上部結(jié)構

2.2.1 墻體

墻體的受損特征主要表現(xiàn)為表面風化、抹灰脫落、傾斜變形、開裂錯位、局部倒塌、滲水以及節(jié)點連接脫離、失效等。對于墻體的加固處理方式很多，應根據(jù)不同的情況采用相應的方法。對于出現(xiàn)裂縫的墻體常采用水泥砂漿填縫法、配筋水泥砂漿填縫法等進行加固處理；對于破壞嚴重或承載力不足的墻體以及磚柱可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層法、鋼筋混凝土板墻加固法、外包型鋼加固法等進行加固處理；對于局部受壓破壞的墻體，一般采用增設梁墊、扶壁柱和預應力撐桿加固法等進行加固處理。

2.2.2 鋼筋混凝土構件

鋼筋混凝土構件的受損特征主要表現(xiàn)為混凝土保護層剝落、開裂、鋼筋銹蝕以及端部混凝土酥碎等。對于出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝構件常采用粘貼纖維復合材加固法進行加固處理；對于受損嚴重或承載能力不足的鋼筋混凝土構件常采用增大截面加固法、置換混凝土加固法、外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、增設支點加固法等進行加固處理。對于樓(屋)面板的加固常常采用疊合層加固法[8]。

2.3 整體性

現(xiàn)存的老舊房屋整體性普遍不足，地震時極易造成墻體變形、屋面塌落甚至房屋整體倒塌破壞。其主要的加固方法有直接增設抗震墻法和新增構造柱、圈梁加固法[7]。

3 工程實例

3.1 工程概況

圖1 二層結(jié)構平面布置

3.2 現(xiàn)場檢測以及數(shù)值模擬分析

3.2.1 現(xiàn)場檢測結(jié)果

圖2 節(jié)點連接處混凝土脫落、鋼筋銹蝕

圖3 墻體錯位

圖4 懸挑梁根部明顯拔出

3.2.2 數(shù)值模擬分析

采用中國建筑科學研究院PKPM(2010版)結(jié)構軟件，并結(jié)合現(xiàn)行相關規(guī)范對該房屋進行驗算分析。經(jīng)分析，該房屋主要存在以下問題：(1)部分懸挑梁和邊梁的抗彎承載力不足；(2)屋面層部分懸挑梁抗傾覆承載力不足。為了解決這些問題，需對其進行加固處理。

3.3 加固處理方案

3.3.1 墻體處理

3.3.2 梁處理

對于抗彎承載能力不足的懸挑梁和邊梁，均采用加大截面法進行加固處理。這樣既提高了梁自身的承載能力也方便節(jié)點的處理，施工簡便，其節(jié)點的加固處理方式見圖5(懸挑梁與兩個方向邊梁的節(jié)點加固圖)。對于抗傾覆承載力不足的懸挑梁，從減少工程造價和對原結(jié)構影響小的方面考慮，采用加長埋入墻體長度，即增加錨固長度的方法進行加固處理，其節(jié)點的加固處理方式見圖6。

圖5 懸挑梁與邊梁的節(jié)點加固

圖6 懸挑梁增加錨固長度的節(jié)點加固

3.3.3 樓梯甲

對于結(jié)構布置極不合理的樓梯甲應拆除重作。拆除后，采用鋼結(jié)構樓梯重建。鋼結(jié)構樓梯與圖書館連接，與辦公樓之間設變形縫。

3.3.4 整體性

對于房屋整體性不足的問題，采用外加構造柱方法進行加固處理。外加構造柱與原有圈梁采用可靠連接，以提高房屋的整體性和抗震性。

4 結(jié)論

本文根據(jù)城鎮(zhèn)老舊房屋已有的加固研究成果，結(jié)合工程實例分析，得到了以下主要結(jié)論：(1)老舊房屋具有相關設計標準偏低、材料強度不高、整體性不足、建造方式混亂、布局不合理、相關資料不全、房屋密度高的特點，其鑒定及加固處理相對困難；(2)對于老舊房屋的鑒定，應采用現(xiàn)場檢測和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式進行綜合評價；(3)對老舊房屋的加固處理，應綜合考慮安全性、經(jīng)濟性、適用性等多方因素的影響，根據(jù)其不同的破壞形式采用相應的加固方式；(4)對于結(jié)構布局極不合理、嚴重破壞的部分，可根據(jù)需要拆除重建；(5)對于懸挑構件的加固既要重視現(xiàn)場檢測，更要注意其承載能力的驗算。

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