房屋改造和增層(史上最全面)課件

第8章既有房屋的改造和增層第8章既有房屋的改造和增層8.1概述8.1.1增層和改造的意義

增加建筑物的使用面積，提高土地利用率；改善舊房的使用功能和條件；增加舊建筑物的抗震能力；節(jié)省投資。

2?8.1概述2?8.1.2既有房屋增層、改造的確定建筑物是否增層和改造，取決于該建筑物是否具有增層和改造的潛力。應根據(jù)建筑物的建造年代、破損程度、結構狀況、建筑物的重要程度及使用要求做出判斷。對于建造年限不長、結構現(xiàn)狀良好的房屋增加2～3層是合理經(jīng)濟的。對于一些臨時性、半永久性或嚴重破損、無利用價值的房屋，應拆除重建。對于某些增層或改造后會影響城市規(guī)劃的建筑物，更不應輕易增層或改造。3?8.1.2既有房屋增層、改造的確定3?增層和改造前做好的工作：技術經(jīng)濟評價：評價內容包括：成本、使用功能的完善程度、部件設施的完好程度、工程的壽命期以及建筑面積等；對建筑物進行全面的檢測鑒定:房屋的工程質量和使用狀況，是確定建筑物能否加層的重要依據(jù)。

對主要承重結構構件復核驗算:不能滿足要求時，必須采取加固補強措施，提高承重結構及構件的承載能力。地基與基礎的承載力復核：基礎計算寬度與實際寬度相差10%以內時，用加強上部結構整體剛度的方法來適應地基基礎的變形。相差值超過10%時，設法減少加層結構自重、降低使用荷載，并采取加大基礎、加固地基等辦法。

4?增層和改造前做好的工作：技術經(jīng)濟評價：評價內容包括：成本、使8.1.3增層、改造工作程序

調查——增層改造可行性研究——質量鑒定——設計——施工方案——施工——竣工驗收技術鑒定應注意以下幾個方面：1)地基基礎方面。地基土層分布及土質類別情況；原設計地基的承載力及承載力可能增長的情況；基礎類型、尺寸、埋深、材料及現(xiàn)狀；地下水位變化情況等。2)建筑物的平面、剖面及結構布置的描述與評述，并對使用情況及現(xiàn)狀做出評價。5?8.1.3增層、改造工作程序5?3)墻、梁、柱等結構構件有無明顯損壞或裂縫，主體結構尺寸、材料、砌體、砂漿強度，結構構件連接情況等。4)女兒墻、山墻、內墻、隔墻、樓梯等其他部件的現(xiàn)狀及評價。5)鄰近建筑物的情況(建筑物高度、基礎埋深等)。6)根據(jù)作用的實際荷載及構造的實際情況，進行內力分析，并對上部結構及構件以及地基基礎進行驗算。

6?6?8.2房屋增層的一般規(guī)定及方法8.2.1房屋增層設計的一般規(guī)定1.建筑設計1)符合城市規(guī)劃的要求，與小區(qū)建筑相協(xié)調。2)宜采取增層和改建相結合的方式。在條件許可時，可適當改善原建筑物的使用條件。既有房屋經(jīng)過長期使用，已產(chǎn)生了一定程度的破損，所以在增層時應對原建筑物進行加固改造和修繕。3)平面設計在滿足使用要求和建筑功能的前提下，應考慮結構的合理性。采用直接增層時，宜使新增房屋與原房屋的墻、柱上下對應、衛(wèi)生間、廚房等房間上下對應。4)立面設計宜保持具有地方特色的建筑風格。

7?8.2房屋增層的一般規(guī)定及方法7?2.結構設計

1)應以材料檢驗及房屋鑒定結果作為增層結構設計的依據(jù)。充分發(fā)揮原有結構(包括地基、基礎)的承載力，考慮各種不利因素，確保增層后的結構安全。2)增層與改造結構應采用合理的結構體系。力求計算簡圖符合實際，傳力路線明確，剛度和強度分布合理，構造措施可靠，保證增層后新舊結構協(xié)調工作。3)增層改造應與抗震加固相結合。協(xié)調好新舊結構的抗震能力及關系，保證地震時增層改造后結構的安全。4)應考慮增層、改造施工期間和增層改造后對相鄰建筑物的不利影響。盡可能做到增層施工時舊房不間斷使用，增層施工期盡量縮短。5)盡量采用輕質高強材料。磚材強度等級應大于MU7.5；砂漿強度等級宜大于M5(組合磚砌體砂漿面層宜大于M10)；混凝土強度等級宜大于C20。

8?2.結構設計8?8.2.2增層結構形式選擇的基本原則1)安全可靠。嚴格執(zhí)行建筑結構設計規(guī)范；盡量減少由于增層改造給承重結構造成的附加應力和變形；地震區(qū)應遵循“先抗震加固，后增層改造”的原則。2)經(jīng)濟合理。充分發(fā)揮原有建筑物的承載潛力；優(yōu)先選用輕質高強材料，以減少加層部分的重量；選擇經(jīng)濟合理的方案。3)有利抗震。具有合理的地震力作用傳遞路線，必要的強度，良好的適應變形能力和吸能、耗能的能力。4)施工方便。施工力求簡單，工期短；使用中便于養(yǎng)護維修。5)美觀實用。重視增層改造房屋的建筑設計，改善使用功能，改進立面造型，采用新的裝飾材料，使室內外環(huán)境協(xié)調舒適。

9?8.2.2增層結構形式選擇的基本原則9?8.2.3既有建筑物增層的方法1.直接增層法對既有房屋進行適當處理后，不改變結構承重體系和平面布置，在上部直接增層的方法。適用于原承重結構與地基基礎的承載力和變形能滿足要求，或經(jīng)加固處理后即可直接增層的房屋。增加的層數(shù)一般為1～3層。地基承載力有較大的提高。對于砂性土、粘性土，一般情況下，使用時間為5～10年，地基承載力可提高5%～20%；使用時間為15～25年，地基承載力可提高15%～30%；建成后使用時間為25～35年，地基承載力可提高30%～45%；建成后使用時間為35～50年，地基承載力可提高40%～50%。

10?8.2.3既有建筑物增層的方法10?8.2.3既有建筑物增層的方法2.改變荷載傳遞增層法原建筑物承重結構不能滿足增層后承載力的要求，或由于使用功能要求需改變平面布置，需改變結構布置及其荷載傳遞途徑的增層方法。適用于原墻體結構有承載潛力，增設部分墻體、柱子、或經(jīng)局部加固處理，即可滿足增層的房屋。增層數(shù)不宜超過三層。3.外套框架結構增層法增層荷載通過在原建筑物外新增設的(墻、柱等)外套結構傳至新設置的基礎和地基上。當既有房屋的基礎或墻體的承載力不大，或要求增加的層數(shù)在3層或3層以上時，采用外套框架結構增層法。

11?8.2.3既有建筑物增層的方法11?8.3既有房屋增層設計8.3.1直接增層法的設計1.地基方面

直接增層，不僅要驗算在增層荷載作用下地基的容許承載力大小，同時還要考慮地基的沉降變形。(1)地基承載力驗算軸心荷載作用下時：式中：P=(F+G)/A；

12?8.3既有房屋增層設計12?在偏心荷載作用下時：式中：(2)地基承載力的確定1)經(jīng)驗法。2)應力比法。3)空間剛度系數(shù)法。承載力提高通過空間剛度系數(shù)來考慮。

13?在偏心荷載作用下時：13?4)小載荷板試驗法。當建筑物基底下地下水位較低時，直接在既有建筑承重墻基礎下開挖試驗坑，利用建筑物的自重作反力，直接測定地基承載力標準值。試驗壓板面積宜采用0.25～0.5m2，基坑寬度不應小于壓板寬度或壓板直徑的三倍。5)規(guī)范查表法。建筑物增層前，在原建筑物基礎下有效壓密區(qū)0.5b～1.5b(b為基礎底面寬度)深度范圍內取原狀土，取土數(shù)量及試驗要求滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》規(guī)定，確定地基承載力標準值。14?4)小載荷板試驗法。當建筑物基底下地下水位較低時，直接在既有(3)地基變形的計算

建筑物增層后的地基最終沉降量可按下式計算：當原建筑物地基土的固結度達到85%以上時，可認為原地基沉降已經(jīng)穩(wěn)定，最終沉降量按下式計算：

15?(3)地基變形的計算15?2.基礎方面

設計時利用了原地基壓密后容許承載力的提高值時，應對基礎自身的承載力和剛度進行驗算。若原基礎為磚基礎，磚的強度等級不應低于MU7.5，砂漿不應低于M2.5，寬高比不小于1:1.5。若為混凝土基礎，除寬高比符合規(guī)范限值外，還應注意作抗剪強度驗算。若為鋼筋混凝土條形基礎，則應驗算底板及基礎梁的配筋，并進行抗沖切和抗剪強度驗算。16?2.基礎方面16?3.上部結構方面

1)調整結構受力體系及承重方式。如既有房屋為橫墻承重，增層部分可改做縱墻承重；若舊房為縱墻承重，增層部分應增設橫墻承重；或舊房為縱橫墻承重，增層部分僅由橫墻或縱墻承重。2)驗算墻體承載力和穩(wěn)定性。由于使用多年，砌體強度下降，如建造年代在30年以上，增層驗算時，上部結構的砌體強度應降低10%～20%，作為增層房屋的安全儲備；當砌體強度不足時，可采用兩面加鋼筋網(wǎng)水泥砂漿等法加固。3)減輕上部結構自重。應盡量減輕增層部分結構的自重，如承重墻可采用多孔空心磚，非承重墻可采用石膏板、加氣混凝土砌塊等輕質材料；屋架結構可采用輕鋼屋架承重體系。17?3.上部結構方面17?4.增層房屋的構造措施

1)增層房屋應層層設置圈梁。以提高其整體性和空間剛度，使增層部分新增荷載均勻傳到原建筑物上，防止增層后產(chǎn)生不均勻沉降。2)提高砌體的砂漿標號。以保證砌體牢固連接。增層部分砌體砂漿標號應不低于M5；砌體轉角處宜設拉結鋼筋。3)承重墻上的門窗洞口，應上下對齊。以利于結構受力明確和建筑立面的協(xié)調統(tǒng)一。當在框架結構上直接增層時，梁柱截面是否增大，應由承載力計算和剛度要求確定。同時，還要在新舊柱子接頭處和框架梁柱交接處增加附加縱筋和加密箍筋。在頂層框架梁中，梁的上部和下部至少各有2根鋼筋貫通。鋼筋搭接長度應滿足規(guī)范要求，以防止梁柱拉裂。18?4.增層房屋的構造措施18?5.直接增層工程實例【例8.1】南京某中學教學樓為3層磚混結構，預制空心板平屋頂，現(xiàn)決定將原樓直接增加1層。經(jīng)調查，原建筑墻體結構和基礎完好。為減輕增層的重量，采用鋼筋混凝土柱承重，空心磚墻體，柱子與三層頂?shù)娜α簼仓梢惑w，且注意加強圈梁與下層墻體的連接。屋頂采用木屋架和平瓦坡屋面結構。

19?5.直接增層工程實例19?平面圖20?平面圖20?剖面圖21?剖面圖21?內縱墻基礎加固（抬梁法）構造22?內縱墻基礎加固（抬梁法）構造22?走道柱基礎加固（四面加寬）23?走道柱基礎加固（四面加寬）23?山墻基礎加固（單面加寬）

24?山墻基礎加固（單面加寬）24?5.直接增層工程實例【例8.2】某辦公樓為三層磚混結構，長49.8m，寬6.0m，磚砌條形基礎，基底埋深為1.1m。因使用需要，擬將該辦公樓改造為住宅樓并進行增層和擴建，在原有三層部分增加兩層。為擴大使用面積在該樓原有部分增層的同時向該樓北側擴建一個開間，新擴建部分長49.8m，寬7.8m，基底埋深為1.80m，五層。(1)工程地質情況設計前，經(jīng)補充勘察，原建筑場地地貌單元屬丹江上游I級階地，主要受力層范圍內土的物理力學性質指標如表所示。

25?5.直接增層工程實例25?(2)既有房屋結構及地基基礎現(xiàn)狀原辦公樓為小開間的磚混結構，增層改造后對增層部分亦無大開間要求，通過對原結構的現(xiàn)場調查、墻體及結構的抗震驗算，確定原結構墻體完全可以滿足增層后的強度要求。這樣，在增層部分墻體采用輕質材料的情況下，利用原結構的潛力，直接進行增層改建是經(jīng)濟可行的。原房屋地基承載力大小將成為關鍵。為慎重起見，增層設計前對原房屋基礎情況進行了現(xiàn)場開挖檢查。結果發(fā)現(xiàn)，原房屋基礎埋深僅為1.0m，基底下灰土墊層厚度為0.3m，且密實度不夠，地基承載力難以滿足增層要求，必須進行加固處理。26?(2)既有房屋結構及地基基礎現(xiàn)狀26?(3)地基加固方案

根據(jù)工程在增層的同時又進行擴建改造的特點，選用的加固方案應解決兩個關鍵問題：1)增層部分承載力不足問題；2)增層部分與擴建部分基礎的差異沉降。因擴建部分地基采用大開挖處理，開挖深度約5.0m，大于舊房屋的基礎埋深，這樣還存在緊靠基坑一側原基礎的支護問題。經(jīng)過多種方案的比較和論證，最后選用靜壓托換樁加固方案。該方案的優(yōu)點是：施工工期短，施工中不會對原結構造成損害，承載力易于控制。27?(3)地基加固方案27?(4)增層部分與新建部分關系的處理

設計時，為防止不均勻沉降引起上部結構開裂，增層部分與擴建部分基礎相互獨立，新舊基礎之間采用沉降縫隔開。對于增層部分上部結構的處理，采用橫墻承重，為減小作用在原基礎上的荷載，增層部分墻體采用輕質材料。(5)使用效果該增層改造工程于1996年12月竣工，經(jīng)過多次觀測，增層部分的基礎沉降量，增層部分與擴建部分的差異沉降量均較小，使用情況良好。28?(4)增層部分與新建部分關系的處理28?8.3.2改變荷載傳遞增層法的設計1．設計要求

對增層后地基基礎、承重結構及其構件進行承載力和正常使用極限狀態(tài)的驗算；采取可靠的連接措施保證新增層結構與原結構的協(xié)同工作。增層房屋地基的承載力在設計時可適當提高。對新增承重墻，μ3=0.85～0.90；對原非承重墻改為承重墻，μ3=1.1。

29?8.3.2改變荷載傳遞增層法的設計29?

原屋面板作為增層后的樓面板時，應驗算其承載力和撓度；原房屋與增層房屋高差或荷載差異不宜過大；門窗洞宜上下對齊；女兒墻應拆除，不得作為加層房屋的墻體。對于抗震設防區(qū)的增層房屋，增層前、后均應進行抗震驗算。

2．改變荷載傳遞途徑的方法1)將原房屋的非承重墻改為增層后的承重墻。2)增設新承重墻或柱。3)抗震設防區(qū)的房屋增層，對原房屋和加層后的房屋均應按國家標準《建筑抗震設計規(guī)范進行抗震設計。增層后的總高度和層數(shù)、高寬比、抗震橫墻間距、局部尺寸限值、構造柱和圈梁的設置均應符合《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定，當不滿足要求時，應進行加固設計。30?原屋面板作為增層后的樓面板時，應驗算其承3．構造要求1)新增設承重墻上的圈梁與原墻體上的圈梁宜采用剛性連接。圈梁主筋與連接鋼筋的焊接長度應≥10d。1.新增圈梁2.原圈梁3.連接鋼筋31?3．構造要求1.新增圈梁31?

2)新增設的橫墻，應沿豎向連續(xù)貫通，其穿過樓面的作法見圖。當新增設橫墻穿過空心樓板時，應每隔500mm局部鑿孔并灌注C20細石混凝土，且應保證新灌混凝土均勻、密實。32?2)新增設的橫墻，應沿豎向連續(xù)貫通，其穿過樓面的作法

3)對于承載力或高厚比驗算不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的墻體，應增設壁柱，或加大墻體截面。4)在抗震設防區(qū)，新增設的構造柱應穿過原樓板，沿豎向連續(xù)貫通設置；原結構體系改變?yōu)閮瓤蚣芮铱v向窗間墻寬度小于1.5m時，應在窗間墻處增設鋼筋混凝土構造柱；房屋增層時，新增承重墻體與原墻體交接處應連接可靠。33?33?8.3.3外套框架結構增層法設計

方案：一是底層較高的多層框架，各層框架梁只承受本層的荷載；二是單層單跨的門式剛架，在門式剛架上砌多層磚房，其框架梁通常截面較高大。地震區(qū)作外套框架結構增層設計，要進行抗震計算，要有可靠的構造措施，以保證建筑物的整體性?？稍诘讓釉黾愉摻罨炷良袅Γ蚋牡讓蛹兛蚣芙Y構為框剪結構，外套框架的第一層樓板必須現(xiàn)澆，基礎也必須采用樁基礎。

34?8.3.3外套框架結構增層法設計34?1．設計基本要求1)為了防止豎向剛度突變，形成薄弱底層，外套結構應有合理的剛度和承載力分布?？拐鹪O防區(qū)不宜采用無筋混凝土剪力墻的外套結構體系。2)對于外套框架增層后屬高層建筑的應按《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》進行設計。3)外套框架結構房屋總高度和總層數(shù)不宜超過表8.5的規(guī)定。4)外套框架結構底層層高，不宜超過表8.6的規(guī)定。5)外套結構應與原有房屋完全脫開，其水平凈空距離應滿足抗震及增層施工的要求，與原有房屋屋蓋間的豎向凈空距離應滿足外套結構沉降的要求。

35?1．設計基本要求35?6)外套結構基礎應與原房屋基礎分開，應優(yōu)先選用在施工中無振動的樁基(如鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、靜壓預制鋼筋混凝土樁等)，樁的承載力宜通過試驗確定。若外套結構荷載較小且為I、II類場地時，亦可采用天然地基，但應采取措施，防止對原有房屋基礎及相鄰建筑產(chǎn)生不利影響。7)外套結構底層鋼筋混凝土梁、板、柱、墻混凝土強度等級不應小于C25。2.外套結構增層常用結構體系36?6)外套結構基礎應與原房屋基礎分開，應優(yōu)先選用在施工中無振動2.外套結構增層常用結構體系(1)長腿柱外套框架外套框架與既有建筑物完全脫開，底層柱很高，中間無水平支點，也稱為分離式外套框架。有以下幾種形式：1)內柱不落地外套框架。將外套框架底層作為大跨度，而在其上部各層加內柱。優(yōu)點是可減少外套框架上部各層梁的跨度和高度，降低層高。缺點是上部剛度大，底層與二層剛度突變。2)外套組合網(wǎng)架樓蓋鋼筋混凝土柱。能充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的各自優(yōu)勢，使承重結構與圍護功能合二為一。具有跨度大、重量輕、綜合經(jīng)濟指標好等特點。

37?2.外套結構增層常用結構體系37?內柱不落地外套框架

38?內柱不落地外套框架38?3)外套多層帶斜桿空腹桁架。減少了外套框架結構上部各層梁、柱斷面，同時節(jié)省工料費用，從而達到在不破壞原結構的情況下，解決大進深房屋增層的結構設計問題。

外套多層帶斜桿空腹桁架39?3)外套多層帶斜桿空腹桁架。減少了外套框架結構上部各層梁、柱2.外套結構增層常用結構體系(2)短腿柱型外套框架外套框架與既有建筑物連在一起，在外套框架的第一層柱的中間設置水平支點。減少了外套框架底層柱的計算長度，結合對舊房功能的改造，采用設拉桿、設縱橫連系梁等方式增加外套框架柱在縱橫兩個方向的剛度?？刹捎玫淖龇ǎ?)外套框架與舊房磚墻相連。在每層樓板標高處(外套框架上)加縱梁，將原有建筑箍住，用膨脹螺栓或其他措施將舊房的墻與外套框架柱連在一起。優(yōu)點是減小了外套框架底層柱的計算長度。缺點是外套框架與舊房磚墻連在一起，受力不明確，無明確的計算簡圖。40?2.外套結構增層常用結構體系40?2)加拉桿式外套框架。通過在外套框架底層柱與舊房各層樓板標高處增設貫通房屋全寬的鋼拉桿，利用拉桿將框架柱與舊房緊緊連在一起。3)壁箍式外套框架。將框架立柱全部布置在原建筑物的外側(緊貼外墻邊)，進深方向為橫向框架。與普通平面框架相同，沿外墻邊線的每層樓板標高處設橫梁與各排立柱相連，組成縱向外框，不同的是把外框橫梁改為薄腹梁，梁高為自下層窗楣至本層窗臺的高度，梁寬約12cm，緊貼原建筑外壁澆筑，近似于壁式框架。4)外擴連接式或增設剪力墻。具有短腿柱外套框架的優(yōu)點，同時可避免短腿柱外套框架的底層框架柱與舊房聯(lián)結支點破壞，而導致整個增層建筑破壞的嚴重后果。

41?2)加拉桿式外套框架。通過在外套框架底層柱與舊房各層樓板標高【例8.3】東風公司某住宅樓增層改造1.工程概況公司分廠一幢70年代建造的住宅樓，為兩層單元式住宅，一梯兩戶，五個單元共二十戶，每戶建筑面積43.1m2。受當時條件的限制，設計標準很低，樓層共用廁所，獨立廚房，無陽臺，樓板、屋面板均為槽形板。屋面為無組織排水，外墻為手工制紅磚墻。

42?【例8.3】東風公司某住宅樓增層改造42?平面圖43?平面圖43?立面圖原設計為縱墻承重，墻厚240mm，漿砌毛石條形基礎，埋深為800mm，基底寬度500mm，地基承載力?=150kPa，持力層為亞黏土，建設單位提出在其上增加三層，以解決30戶青年職工的過渡性住房，并要求在不搬遷原有住戶的前提下完成增層改造。44?立面圖原設計為縱墻承重，墻厚240mm，漿砌毛石2.增層改建方案的確定通過分析計算，如采用直接增層法增層，由于地基承載力不足只能增加一層。若改造地基，加大基礎底面積的辦法，會對底層住戶產(chǎn)生影響。因此確定采用外套框架方案，使增加的上部結構荷載通過框架柱，直接傳到新的基礎和地基土上。分戶墻和外墻均采用240mm厚磚填充墻，其他內墻用120mm厚磚填充墻，每戶新增一陽臺，原二層住戶也增設陽臺。為了不影響原住戶的工作和生活，原屋面僅拆除架空層，另外加三層樓面板，采用120mm厚預應力圓孔板。45?2.增層改建方案的確定45?平面圖46?平面圖46?平面圖47?平面圖47?立面圖48?立面圖48?3.設計計算(1)取橫向框架為設計計算單元，計算簡圖如圖所示。

49?3.設計計算49?3.設計計算(2)原房屋橫墻計算

50?3.設計計算50?3.設計計算(3)條形基礎下地基承載能力驗算基礎底面上壓力設計值P必須滿足：

4.評價分析住宅增層采用外套框架結構時，其最大的優(yōu)越性在于橫向跨度不大，因此，框架梁的截面也不必做得很大。合理的增層層數(shù)。在可能的情況下，最好能一次增至七～八層，充分利用外套框架柱下樁基的承載力，降低增層建筑物的單位工程造價。

51?3.設計計算4.評價分析51?8.3.4既有房屋增層抗震設計

傳統(tǒng)的抗震設計方法以“抗”為主，即通過加大結構斷面，增加配筋來抵抗地震。三方面不足：①結構斷面越大，剛度就越大，地震作用力也就越大，隨之帶來所需斷面及配筋也就越大。大大增加了抗震所需的工程費用。②以既定的“設防烈度”作為設計依據(jù)，由于地震發(fā)生的隨機性，當發(fā)生突發(fā)性超烈度地震時，增層建筑物就有可能遭受嚴重破壞和倒塌。③允許結構物在地震中出現(xiàn)一定程度的損壞，但它無法保證內部裝飾與重要設備不受損害。52?8.3.4既有房屋增層抗震設計52?1.采用TMD減震控制體系TMD（調諧質量阻尼器）減震控制體系是運用反共振原理，把具有一定質量和較大阻尼的隔震支座設計成動力吸震器。地震時，增層部分對下部結構產(chǎn)生作用，減震控制體系使結構在地震作用下的阻尼增大，耗能能力大大提高，地震反應減小，從而使結構的抗震能力得到提高。

TMD控制體系的做法：在原結構的屋頂上設置隔震層，并在隔震層上澆筑鋼筋混凝土墻梁然后再施工增層結構，利用增層結構的質量與隔震層組成質量阻尼系統(tǒng)。隔震層常用由橡膠和夾層鋼板疊合而成的橡膠墊。53?1.采用TMD減震控制體系TMD控制體系的做法：2.新舊結構協(xié)同減震新舊結構間采用耗能減震元件進行連接而構成協(xié)同減震結構(如圖)，這種方案是采用耗能減震元件連接，通過控制其力學參數(shù)而達到較好的減震效果。54?2.新舊結構協(xié)同減震54?2.新舊結構協(xié)同減震

外套增層結構協(xié)同減震的特點：①提高了外套結構底層橫向剛度以及穩(wěn)定性；②可通過調整控制耗能元件的屈服剛度，使之先于主體結構進入非彈性狀態(tài)，而產(chǎn)生較大阻尼，并吸收、消耗輸入到結構中的地震能量，衰減結構的地震反應，從而達到提高主結構抗震能力，保護主體結構在強震中免遭破壞；③可采用時程分析等動力分析方法來計算協(xié)同減震結構的地震反應，從而確定耗能元件的力學參數(shù)及設置方式。

55?2.新舊結構協(xié)同減震55?3.合理選用承重構件和圍護結構增層結構設計中，盡量采用輕質高強結構構件來有效地減輕地震災害。承重構件可選用以下材料：

1)輕鋼結構。具有重量較輕，強度高，彈塑性好，有利于提高抗震性能，同時便于制作、方便施工等優(yōu)點。設計中應考慮鋼架結構的強柱弱梁的要求，使柱的屈服彎矩大于梁的屈服彎矩。2)鋼管混凝土。利用鋼管對核心混凝土的約束作用，使其處于三向受壓狀態(tài)，從而具有更高的抗壓強度和變形能力。在提高延性的同時，還具有減輕結構自重，節(jié)的材料方便施工等優(yōu)點。3)鋼纖維混凝土?；炷林袚饺?%～2%(體積比)的短鋼纖維形成。具有良好的抗震延性，還有較高的抗拉、抗裂和抗剪強度以及優(yōu)越的抗沖擊韌性。圍護結構可采用鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯夾芯板。具有重量輕、保溫性能高，吸音效果好等優(yōu)點。56?3.合理選用承重構件和圍護結構56?8.4房屋增層中常見問題及對策

8.4.1增層設計中的問題1)橫墻間距過大。當舊房為彈性方案的多層磚房時，如未增加抗震橫墻，會造成橫墻間距過大；縱墻承重的磚房，增層后若不加橫墻，也會造成橫墻間距過大；在頂層設置大會議室等空曠房間，會出現(xiàn)同樣的問題。

2)增層后房屋的高寬比過大。特別是一些單外廊式辦公、教學樓等，增層后高寬比增大，可能超過規(guī)范的規(guī)定。

57?8.4房屋增層中常見問題及對策57?

3)增設的構造柱無可靠錨固。增層房屋構造柱僅與舊房頂層圈梁相連，會造成加而不固。

4)增層結構傳力不明確。

5)外套框架與舊房之間處理不當。外套框架與舊房之間的處理有兩種方式，一種是有可靠的連接，使其成為整體；另一種是使它們完全脫開，留出抗震縫。如果增層工程的外套框架與舊房似連非連，則在地震時由于兩者自振頻率相差較大而造成碰撞，導致舊房損壞或倒塌。

6)增層設計時對地基承載力評價不確切。有些舊房因場地排水不暢，土壤軟化，承載力不僅沒有提高反而降低，若錯誤地認為地基經(jīng)過長期壓密，按承載力提高進行處理，勢必造成房屋開裂、甚至倒塌。

58?58?8.4.2增層工程常見事故及預防措施

1.常見事故類型

1)倒塌事故。建筑物發(fā)生整體倒塌或局部倒塌，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。2)嚴重開裂事故。由于房屋增層造成結構構件如梁、柱、墻體嚴重開裂。3)增層施工超載。由于施工過程中超載引起樓板或大梁等構件撓度過大，在跨中部位開裂。59?8.4.2增層工程常見事故及預防措施59?2.造成事故的原因

1)盲目進行增層設計。一是無證設計；二是不懂增層技術的人員搞設計；三是增層設計時未對舊房的設計、施工、使用情況及現(xiàn)狀調查清楚就進行增層設計。

2)只增層不加固。為了節(jié)省投資，或為了不破壞舊房的高級裝修，或不影響舊房的使用，對經(jīng)鑒定需要進行抗震加固或強度加固的舊房不進行加固而直接增層。

3)選錯增層結構方案。在地震區(qū)增層后已屬高層建筑但仍采用磚混結構體系；有的采用下部多層框架、上部磚混結構對抗震不利的增層形式；有的采用受力不明確的結構方案。60?2.造成事故的原因60?2.造成事故的原因

4)增層施工超載?，F(xiàn)澆梁板直接將模板頂柱支撐在舊房屋頂上而不采取措施；拆除的建筑垃圾堆放在屋頂上，造成施工超載。增層工程在施工期間舊房還在使用，有更大的危險性。5)施工質量存在嚴重問題。增層施工質量要求高、難度大，必須引起高度重視，認真對待。否則極易發(fā)生質量事故，而不能保證增層房屋的安全使用。

3.增層工程事故的預防措施

1)杜絕增層工程無證設計、無證施工。

2)設計時遵循“安全可靠、經(jīng)濟合理、有利抗震、方便施工、切實可行”的設計原則，計算簡圖明確、構造措施可靠。61?2.造成事故的原因61?

3.增層工程事故的預防措施

3)增層設計時必須做到心中有數(shù)，對舊房現(xiàn)狀調查清楚。結構計算書必須認真校對、審核，嚴防錯算和漏算。

4)抗震區(qū)房屋增層，應按抗震設計規(guī)范要求進行抗震鑒定和抗震設計，該加固的必須進行加固，遵守增層施工程序，先加固后增層。

5)嚴禁施工超載。不得在舊房頂集中堆料，不得將模板支柱直接支撐在舊房梁板上。

6)增層施工期間舊房不停止使用的要特別注意采取施工安全措施。如在舊房出口搭設安全棚、安全走廊，對舊房外墻門窗采取防護措施。

62?3.增層工程事故的預防措施62?8.5既有房屋改造方法與對策8.5.1既有房屋改造的荷載變化

1.荷載的增加1）既有房屋的增層。2）既有房屋增加廚房、廁所、客廳，或者是增加隔墻和設備等。3）增加原建筑物高度或寬度，需增加柱、墻高度，以擴大建筑物空間。4）工業(yè)建筑增加吊車荷載。5）室內外裝修改造。

2.位置和方向的變化63?8.5既有房屋改造方法與對策2.位置和方向的變化63?8.5.2既有建筑物改造的技術措施

1.深基坑的支護基坑開挖前，應對坑壁周圍的各種荷載進行檢查、分析和判斷。對臨時性挖方，可采用450應力擴散角估算法進行判斷，斜坡邊線不得超過應力擴散角?？拷延薪ㄖ镩_挖基坑，基坑不低于鄰近建筑物基礎底面時，采用一般的支護措施即可；若新基坑深度大于鄰近建筑物基礎時，新舊基礎應保持一定距離B及基底高差H，且應滿足H/B≥0.5～1.0。64?8.5.2既有建筑物改造的技術措施64?基坑開挖65?基坑開挖65?2.托梁拔柱、換柱

在不拆除或少拆上部結構的情況下實施拆除、更換、接長、改造柱子的綜合性技術。按施工方法的不同分為：

有支撐托梁拔柱。在待拔柱墻旁另設臨時性支柱，利用此柱頂升上部結構，制作安裝托架或托梁，然后將上部結構支承關系轉換到托架或托梁，拆掉柱子或墻，施工較為安全，但增設臨時支撐結構費用較高。

無支撐托梁拔柱。不另設支托上部結構的臨時支撐結構，直接澆制安裝永久性托梁，然后拆除下部柱或墻。無支撐托梁拔柱較為經(jīng)濟，但技術難度較大。66?2.托梁拔柱、換柱66?

(1)托梁拔柱的計算步驟：

1)計算拔柱前原結構內力。

2)根據(jù)被拔柱所受外力大小及新的使用要求，確定拔柱后的傳力方案。對于靜定排架結構，應采用托架及側向支撐傳力體系，被拔柱所受豎向力及水平力全部轉由托架及側向支撐承受，并以此設計托架及側向支撐。對于被拔柱為超靜定結構，可考慮內力重分布，采用對原結構進行加固處理方案。

3)按托梁拔柱后新的荷載傳力途徑計算結構內力。4)根據(jù)托梁拔柱后計算所得內力，對梁柱及地基基礎進行加固設計。

5)根據(jù)實際受力情況，對施工階段結構的強度和穩(wěn)定性進行驗算。67?(1)托梁拔柱的計算步驟：67?(2)托梁拔柱前要做好的工作：

1)對原有屋蓋結構構件的狀況及連接進行全面檢查，如有缺損或不良處，應予以加固補強。2)核算由于拔柱而引起各柱子和基礎的應力變化，如有不滿足要求的，均應進行加固。

3)新增托梁的設計、制作工作。(3)施工程序及要點

1)按設計要求加固旁柱、柱基及相關結構，增設支承托架的牛腿，加工制作托梁。

2)對于有支撐托梁拔柱，應從地面設置支頂上部結構的臨時支柱。

68?(2)托梁拔柱前要做好的工作：68?3)對于無支撐托梁拔柱，可利用原吊車梁、吊車端架或原柱牛腿等，設置支頂屋蓋系統(tǒng)的臨時支架。

4)安裝托架。先頂升屋架或上部結構，并安放于臨時支柱或支架，拆除上柱，然后安裝托架。頂升時，千斤頂應同步進行，頂起后，千斤頂兩旁應有防回落裝置。

5)頂升屋架，轉換安放固定于托架。

6)拆除待拔柱及連帶吊車梁、臨時支柱、支架等。69?3)對于無支撐托梁拔柱，可利用原吊車梁、吊車端架或原3.基礎的托換

在下列情況下應對基礎進行加固和托換：1）房屋結構和基礎完好，而基礎承載力不足的。2）建筑物使用性質改變，致使建筑物荷載增大。3）提高既有建筑物的抗震能力。4）在既有建筑物下方或鄰近新建地下結構物。5）重要的結構物需要移動或抬高時。基礎托換的方法有基礎加寬、墩式托換、樁式托換、灌漿托換等，可根據(jù)建（構）筑物結構形式、荷載大小、地基承載力和現(xiàn)有結構安全儲備的不同以及施工條件選用。70?3.基礎的托換70?4.糾偏技術

對于發(fā)生傾斜，但整體性很好的建(構)筑物，對其進行糾偏，并穩(wěn)定其沉降，是一種經(jīng)濟、合理的方法。建(構)筑物的糾偏工程技術難度高，不僅要求技術人員有比較深厚的力學知識、較強的綜合能力，還要有豐富的糾偏與加固經(jīng)驗。糾偏方法有迫降糾偏和促沉糾偏等，主要根據(jù)地基土質情況和施工技術條件加以選擇。

71?4.糾偏技術71?5.移位技術

建筑物移位是將整棟建筑物(不包括基礎)，從原址移至規(guī)劃新址，它包括縱、橫向平移、轉向或者移動加轉向。移位工程是一項技術要求較高，具有一定風險性的工程，要求通過平移或轉動，不僅使移位后的建筑物能滿足規(guī)劃、市政等方面的要求，而且還不能對建筑結構造成損壞，同時要降低工程造價。

72?5.移位技術72?建筑物的移位73?建筑物的移位73?5.移位技術

建筑物移位分為滾動移位和滑動移位兩種形式。滾動移位又包括上下軌道間設置滾軸的滾動移位和上下軌道間設置轉輪的滾動移位。上軌道就是移位建筑物在地坪上部新設置的托換底盤體系，上部結構通過托換底盤，把荷載傳到滾動軸或轉輪上，底盤下設置鋼板，以便于光滑移位。下軌道是在原基礎或基礎梁頂面，高于地坪(或低于室外地面不深處)將原結構整平、澆筑混凝土予以加固并設置鋼板以利滑動或移動，作為滾軸或轉輪滾動的支撐體。

74?5.移位技術74?建筑物滾動移位和滑動移位裝置圖75?建筑物滾動移位和滑動移位裝置圖75?（1）移位設計應具備的條件1）場地及移位路線的巖土工程勘察資料；2）既有建筑的設計圖紙、計算書和施工資料；3）既有建筑的結構、構造、受力特性和現(xiàn)狀分析；4）既有建筑地基基礎重新驗算書；5）移位施工可能對鄰近建筑及管線的影響分析。（2）移位工程設計內容結構設計：a.荷載計算。計算承重結構作用于托換底盤梁系結構上墻體的線荷載或柱子的集中荷載值；b.結構托換梁系截面及配筋設計；c.移位過程中基礎的受力驗算及補強設計；d.新舊基礎的承載力和變形驗算及補強設計。

76?（1）移位設計應具備的條件76?地基設計：a.移位路線的地基，按永久性進行設計，安全系數(shù)可取永久性設計時的80%；b.移位后的地基基礎設計，若出現(xiàn)新舊基礎的交錯，應考慮既有建筑地基承載力的提高，造成新舊基礎間地基變形的差異，必要時應作加固處理。滾動支座設計：a.滾動支座可采用不小于的實心鋼棒或～的鋼管混凝土，并應通過試壓確定，支座上下采用20mm厚的鋼板作為上下軌道面，或采用工具式軌道梁，以利應力擴散及減少滾動摩擦力。b.滾動支座的間距及數(shù)量應根據(jù)支承力的大小設計。c.滾動支座要設有限位卡。77?地基設計：77?移動裝置設計：a.移動裝置有牽引式及推頂式兩種，牽引式宜用于荷載較小的建筑物，推頂式用于較大型建筑物。b.托換梁系作為移動的上軌道梁，基礎作為下軌道梁，移位前下軌道梁應進行驗算、加固、修整和找平。c.上下軌道梁系的設計應同時考慮移位荷載的移動及滾動過程局部壓力的位置改變。78?移動裝置設計：78?（3)施工要點a.托換梁系施工時應分段置入上下鋼板及滾動支座，應控制施工的準確度，保證鋼板的水平。b.應嚴格按設計要求進行上下軌道梁的鋼筋混凝土施工，并建立嚴格的施工管理及質量檢測體系。c.移位應待結構托換梁系及移動路線施工完畢，經(jīng)驗收達到設計承載力后方可進行。d.移位施工應編制施工組織設計、完善指揮及監(jiān)測系統(tǒng)，做好水平及豎向變位的觀測。e.推頂或牽引時應設有測力裝置，嚴格按設計要求施工。f.移位時應控制滾動速率不大于50mm/min，保持勻速移動，并設置限制滾動裝置。g.移位到達設計位置，經(jīng)檢測合格后，應立即進行結構的連接并分段澆搗混凝土。79?（3)施工要點79?【例8.4】臨沂市國家安全局8層辦公樓整體平移1.工程概況辦公樓為8層框架結構，鋼筋混凝土獨立基礎，建筑面積約3500m2，總重52243kN，總高34.5m，樓頂有35.5m高的通訊塔，1999年4月建成并投入使用。因該樓位于臨沂市新規(guī)劃的臨沂市人民廣場內，必須先將該建筑向西平移96.9m，再向南平移74.5m，總移動距離為171.4m。80?【例8.4】臨沂市國家安全局8層辦公樓整體平移80?2.結構內力分析

依據(jù)每個柱子底部的內力值，對上下軌道梁和基礎進行設計。柱子最大軸力N=5300kN，M=87kN.m，建筑物總重G=52243kN。

81?2.結構內力分析81?3.地基基礎及下軌道梁的設計

原建筑物基礎以中等風化的巖石為持力層，承載力在2200kN/m2以上。由于平移場地范圍內巖石的埋深在-3.5～-5.2m之間，因此設計時直接將巖石層作為下軌道基礎及新基礎的持力層，并采用條形基礎型式，最大基礎寬度為2200mm,底板厚度為400mm，為了避免樓房在平移過程中產(chǎn)生過大的不均勻沉降，設計時通過調整下軌道梁高度來滿足設計標高的要求。由于上軌道梁采用柱下雙梁形式，下軌道梁亦對應采用條形基礎上的雙梁形式。82?3.地基基礎及下軌道梁的設計82?4.上軌道梁設計

1)計算模型應力求受力明確、計算簡單?？砂捶胖迷谙萝壍懒荷系膹椥缘鼗夯虬吹怪玫呐Ｍ冗M行受力計算。本工程最大柱網(wǎng)尺寸為8.1m×7.2m，柱子最大軸力N=5300kN，若按彈性地基梁設計上軌道梁，截面高度至少在1800mm以上，且配筋很大，還會在框架柱(尤其邊柱)內產(chǎn)生較大的附加應力，這樣對框架柱受力不利而且也不經(jīng)濟。按倒置牛腿設計既合理又經(jīng)濟，且受力較明確。相鄰柱間的上軌道梁通過一個截面相對較小的連梁連接，連梁可以承擔一定的水平力，保證每個柱子位移同步，又可起到增加上軌道梁穩(wěn)定性的作用。2)根據(jù)框架柱內力大小的不同，分別對上軌道梁進行抗剪強度和抗彎強度計算。83?4.上軌道梁設計83?4.上軌道梁設計

3)上軌道梁除了承擔樓房正常的荷載以外，還要承擔樓房平移過程中的水平牽引力、摩擦力和因軌道不平而產(chǎn)生的附加力等，要保證上部結構的安全，必須保證柱內縱筋在上軌道梁中有足夠的錨固長度。4)牽引力或平移過程中的摩擦力對上軌道梁受力的不利影響。由于建筑物要沿兩個方向平移，所以設置縱橫雙向的上軌道梁，在原址處一次施工完畢，在上軌道梁之間還加設了斜梁，形成一個水平放置的桁架。84?4.上軌道梁設計84?上軌道梁與斜梁形成桁架

85?上軌道梁與斜梁形成桁架85?5.頂升方案及頂升點的設計該樓先向西平移96.9m，然后再向南平移74.5m，轉角處需要轉換行走機構(滾軸)的方向，因此必須在轉角處將樓房頂升，將向西行走的滾軸抽出，并在橫向上軌道梁下放入向南(橫向)行走的滾軸。頂升采用分批局部頂升方案，頂升過程中樓房的一部分支撐在千斤頂上，一部分通過滾軸支撐在下軌道梁上，頂升時樓房的穩(wěn)定性較好。具體實施過程，第一次頂升②、③兩個軸線，頂升前根據(jù)每個柱子的豎向荷載合理布置千斤頂數(shù)量，并根據(jù)計算嚴格控制每個高壓泵站的油壓。同時，在每個柱子的根部安裝兩個百分表，以控制每個柱子的頂升速度和最大頂升量。千斤頂均采用帶自鎖裝置油壓千斤頂。86?5.頂升方案及頂升點的設計86?上下軌道梁的頂升點布置87?上下軌道梁的頂升點布置87?6.牽引裝置及行走機構設計牽引力確定時考慮的因素有：樓房的總重量、軌道板的平整度、滾軸的直徑、軌道是否涂潤滑油、單個滾軸承擔的壓力等。正常施工條件下，平移時牽引力一般為樓房總重量的1/14～1/25，第一次的啟動力約是正常牽引力的1.5～2倍。在該工程中向西平移時設計12個1000kN千斤頂，向南平移時設計11個1000kN千斤頂。行走機構的上下軌道板均采用32號槽鋼，其中上軌道板作為上軌梁的底模并可代替梁內部分縱筋；下軌道板則采用分段鋪設，兩段間采用燕尾形接縫，可以減輕下軌道板接縫不齊對滾軸的影響，且下軌道板可重復使用。88?6.牽引裝置及行走機構設計88?7.框架柱與新基礎的連接框架柱與新基礎設計中采用的連接方式為：(1)在柱四側的上軌道梁上設計有預埋件，樓房平移至新位置后，通過鋼板與下軌道梁上的預埋件焊接連接；(2)上、下軌道梁間的滾軸保留在內部，滾軸之間的孔隙用細石混凝土澆注密實。既能保證上部結構與新基礎連接在一起，同時在地震作用時，連接鋼板的變形、滾軸與填充混凝土之間的擠壓變形可以吸收部分地震能量，減輕地震對上部結構的作用，達到減震的目的。89?7.框架柱與新基礎的連接89?6.拆除技術

常用的拆除方法：機械拆除法、控制爆破法、靜態(tài)破碎法及綜合拆除法等。采用機械拆除法清渣快、飛渣少、拆除時間短，對快速恢復生產(chǎn)非常有利?？刂票品ㄊ峭ㄟ^一定的技術措施，嚴格控制爆炸能量和爆炸規(guī)模，將爆破的聲響、振動、破壞區(qū)域及破碎物的散坍范圍控制在規(guī)定的限度以內。靜態(tài)破碎法是利用安放在建筑物中的膨脹破碎劑的膨脹破碎作用而促其裂解的方法，它是一種無公害解體法。

90?6.拆除技術90?8.5.3住宅建筑的改造

住宅建筑改造包括平面改造和立面改造兩個方面，立面改造一般與平面改造結合進行。平面改造方法主要有以下幾種：1)調整建筑平面組合，部分改變結構傳力。2)維持原建筑平面和水電管線布置，擴建住房面積并增設陽臺，提高使用標準。3)既擴大面積，又調整建筑平面組合。91?8.5.3住宅建筑的改造91?既有房屋改造主要要解決好以下幾個問題：1)對于增層改造要處理好增層部分與原有部分的聯(lián)系。2)增加的面積宜與原有面積較好地融合，使改造達到事半功倍的效果。3)改造后的建筑物立面效果要適應現(xiàn)代城市規(guī)劃和環(huán)境的要求。4)改造施工要確保安全，各工種施工要滿足房屋功能要求?！纠?.5】既有住宅建筑改造實例92?92?改造前的住宅平面圖

93?改造前的住宅平面圖93?改造后的住宅平面圖

94?改造后的住宅平面圖94?8.5.4工業(yè)建筑的改造1.工業(yè)建筑改造的內容(1)地基與基礎的改造1)提高地基的承載能力；2)擴大基礎底面積、加高或降低基礎標高。(2)柱網(wǎng)系統(tǒng)的改造1)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求改變柱間距和柱子結構形式；2)用鋼套箍加固混凝土柱頭和柱身；3)為了抬高屋面或吊車梁標高，而分別接長小柱和大柱；4)增設伸縮縫區(qū)段的支柱支撐或跨間支撐；5)采用外包鋼柱、外包磚柱擴大柱截面。95?8.5.4工業(yè)建筑的改造95?(3)吊車梁系統(tǒng)改造1)因荷載增加(如吊車噸位增加)更換大噸位吊車梁；2)將鋼筋混凝土吊車梁更換成鋼吊車梁或用粘鋼板加固的吊車梁；3)更換吊車軌道或調整軌道標高或水平方向；4)加固吊車梁與柱子的連接結構。(4)屋面改造1)更換屋架及屋面板。例如采用鋼屋架替換混凝土屋架，采用輕質屋面板替換混凝土屋面板；2)將損傷的鋼屋架進行更換或加固；3)屋架支撐系統(tǒng)的更換或改造；4)天窗的改造；5)屋面防水隔熱層的改造。96?(3)吊車梁系統(tǒng)改造96?(5)維護結構及內外裝修改造1)增設和更換小墻柱；2)墻板結構改造；3)內外裝飾的改造。2.工業(yè)建筑改造設計原則(1)資料收集。①各種地下管線的布置、規(guī)格、尺寸、埋深與擬改造建筑物的關系。②原建筑物使用過程中的變形（如建筑物沉降，柱子傾斜）等記錄。③原建筑物的維修檢查記錄；車間內主要設備使用和更新記錄。④原有建(構)筑物的土建施工圖和竣工圖。⑤其他資料。如建(構)筑物使用后的工程質量檢查記錄等。97?(5)維護結構及內外裝修改造97?2.工業(yè)建筑改造設計原則(2)充分發(fā)揮土建專業(yè)人員作用工業(yè)建筑改造方案的確定，受到場地、地下管網(wǎng)、原有建筑物的限制。必須依靠各專業(yè)相互間的密切配合，發(fā)揮土建專業(yè)人員的作用。通過改造，在各種制約條件下采用新工藝、新設備，做到既能充分利用舊有建筑物，又能滿足生產(chǎn)工藝的要求。(3)因地制宜利用工廠條件要充分利用廠內場地，多功能綜合利用空間，調整車間內部的平面布置，以求改造總平面盡可能做到合理、規(guī)整、緊湊，符合工藝要求。(4)充分利用原有工業(yè)建筑物。98?2.工業(yè)建筑改造設計原則98?【例8.6】某工業(yè)建筑托梁換柱改造1.工程概況上海某中型軋鋼廠初軋車間已建成使用近30年。該車間為18m+12m雙跨，各跨均有10t橋式吊車，屋架下弦標高9.3m，吊車軌面標高7.0m；屋架為折線形鋼筋混凝土屋架，其上設有鋼筋混凝土天窗架和鋼擋風架；屋面為大型屋面板上鋪找平層和二氈三油防水層；柱為鋼筋混凝土工形實腹階形柱；吊車梁為鋼筋混凝土吊車梁，在B列⑦～⑨軸線抽柱處為鋼吊車梁和鋼托架。此外，在沿B列⑦～⑩軸線間吊車梁以上用瓦楞鐵輕質墻封閉。1985年因生產(chǎn)工藝技術改造需要，廠房要求將B列已抽柱的⑨軸線柱拆除。99?【例8.6】某工業(yè)建筑托梁換柱改造99?改造前的住宅平面圖

100?改造前的住宅平面圖100?踏實，奮斗，堅持，專業(yè)，努力成就未來。11月-2211月-22Saturday,November12,2022弄虛作假要不得，踏實肯干第一名。21:04:5221:04:5221:0411/12/20229:04:52PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2221:04:5221:04Nov-2212-Nov-22重于泰山，輕于鴻毛。21:04:5221:04:5221:04Saturday,November12,2022不可麻痹大意，要防微杜漸。11月-2211月-2221:04:5221:04:52November12,2022加強自身建設，增強個人的休養(yǎng)。2022年11月12日9:04下午11月-2211月-22追求卓越，讓自己更好，向上而生。12十一月20229:04:52下午21:04:5211月-22嚴格把控質量關，讓生產(chǎn)更加有保障。十一月229:04下午11月-2221:04November12,2022重規(guī)矩，嚴要求，少危險。2022/11/1221:04:5221:04:5212November2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。9:04:52下午9:04下午21:04:5211月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。11月-2211月-2221:0421:04:5221:04:52Nov-22務實，奮斗，成就，成功。2022/11/1221:04:52Saturday,November12,2022抓住每一次機會不能輕易流失，這樣我們才能真正強大。11月-222022/11/1221:04:5211月-22謝謝大家！踏實，奮斗，堅持，專業(yè)，努力成就未來。11月-2211月-2第8章既有房屋的改造和增層第8章既有房屋的改造和增層8.1概述8.1.1增層和改造的意義

增加建筑物的使用面積，提高土地利用率；改善舊房的使用功能和條件；增加舊建筑物的抗震能力；節(jié)省投資。

103?8.1概述2?8.1.2既有房屋增層、改造的確定建筑物是否增層和改造，取決于該建筑物是否具有增層和改造的潛力。應根據(jù)建筑物的建造年代、破損程度、結構狀況、建筑物的重要程度及使用要求做出判斷。對于建造年限不長、結構現(xiàn)狀良好的房屋增加2～3層是合理經(jīng)濟的。對于一些臨時性、半永久性或嚴重破損、無利用價值的房屋，應拆除重建。對于某些增層或改造后會影響城市規(guī)劃的建筑物，更不應輕易增層或改造。104?8.1.2既有房屋增層、改造的確定3?增層和改造前做好的工作：技術經(jīng)濟評價：評價內容包括：成本、使用功能的完善程度、部件設施的完好程度、工程的壽命期以及建筑面積等；對建筑物進行全面的檢測鑒定:房屋的工程質量和使用狀況，是確定建筑物能否加層的重要依據(jù)。

對主要承重結構構件復核驗算:不能滿足要求時，必須采取加固補強措施，提高承重結構及構件的承載能力。地基與基礎的承載力復核：基礎計算寬度與實際寬度相差10%以內時，用加強上部結構整體剛度的方法來適應地基基礎的變形。相差值超過10%時，設法減少加層結構自重、降低使用荷載，并采取加大基礎、加固地基等辦法。

105?增層和改造前做好的工作：技術經(jīng)濟評價：評價內容包括：成本、使8.1.3增層、改造工作程序

調查——增層改造可行性研究——質量鑒定——設計——施工方案——施工——竣工驗收技術鑒定應注意以下幾個方面：1)地基基礎方面。地基土層分布及土質類別情況；原設計地基的承載力及承載力可能增長的情況；基礎類型、尺寸、埋深、材料及現(xiàn)狀；地下水位變化情況等。2)建筑物的平面、剖面及結構布置的描述與評述，并對使用情況及現(xiàn)狀做出評價。106?8.1.3增層、改造工作程序5?3)墻、梁、柱等結構構件有無明顯損壞或裂縫，主體結構尺寸、材料、砌體、砂漿強度，結構構件連接情況等。4)女兒墻、山墻、內墻、隔墻、樓梯等其他部件的現(xiàn)狀及評價。5)鄰近建筑物的情況(建筑物高度、基礎埋深等)。6)根據(jù)作用的實際荷載及構造的實際情況，進行內力分析，并對上部結構及構件以及地基基礎進行驗算。

107?6?8.2房屋增層的一般規(guī)定及方法8.2.1房屋增層設計的一般規(guī)定1.建筑設計1)符合城市規(guī)劃的要求，與小區(qū)建筑相協(xié)調。2)宜采取增層和改建相結合的方式。在條件許可時，可適當改善原建筑物的使用條件。既有房屋經(jīng)過長期使用，已產(chǎn)生了一定程度的破損，所以在增層時應對原建筑物進行加固改造和修繕。3)平面設計在滿足使用要求和建筑功能的前提下，應考慮結構的合理性。采用直接增層時，宜使新增房屋與原房屋的墻、柱上下對應、衛(wèi)生間、廚房等房間上下對應。4)立面設計宜保持具有地方特色的建筑風格。

108?8.2房屋增層的一般規(guī)定及方法7?2.結構設計

1)應以材料檢驗及房屋鑒定結果作為增層結構設計的依據(jù)。充分發(fā)揮原有結構(包括地基、基礎)的承載力，考慮各種不利因素，確保增層后的結構安全。2)增層與改造結構應采用合理的結構體系。力求計算簡圖符合實際，傳力路線明確，剛度和強度分布合理，構造措施可靠，保證增層后新舊結構協(xié)調工作。3)增層改造應與抗震加固相結合。協(xié)調好新舊結構的抗震能力及關系，保證地震時增層改造后結構的安全。4)應考慮增層、改造施工期間和增層改造后對相鄰建筑物的不利影響。盡可能做到增層施工時舊房不間斷使用，增層施工期盡量縮短。5)盡量采用輕質高強材料。磚材強度等級應大于MU7.5；砂漿強度等級宜大于M5(組合磚砌體砂漿面層宜大于M10)；混凝土強度等級宜大于C20。

109?2.結構設計8?8.2.2增層結構形式選擇的基本原則1)安全可靠。嚴格執(zhí)行建筑結構設計規(guī)范；盡量減少由于增層改造給承重結構造成的附加應力和變形；地震區(qū)應遵循“先抗震加固，后增層改造”的原則。2)經(jīng)濟合理。充分發(fā)揮原有建筑物的承載潛力；優(yōu)先選用輕質高強材料，以減少加層部分的重量；選擇經(jīng)濟合理的方案。3)有利抗震。具有合理的地震力作用傳遞路線，必要的強度，良好的適應變形能力和吸能、耗能的能力。4)施工方便。施工力求簡單，工期短；使用中便于養(yǎng)護維修。5)美觀實用。重視增層改造房屋的建筑設計，改善使用功能，改進立面造型，采用新的裝飾材料，使室內外環(huán)境協(xié)調舒適。

110?8.2.2增層結構形式選擇的基本原則9?8.2.3既有建筑物增層的方法1.直接增層法對既有房屋進行適當處理后，不改變結構承重體系和平面布置，在上部直接增層的方法。適用于原承重結構與地基基礎的承載力和變形能滿足要求，或經(jīng)加固處理后即可直接增層的房屋。增加的層數(shù)一般為1～3層。地基承載力有較大的提高。對于砂性土、粘性土，一般情況下，使用時間為5～10年，地基承載力可提高5%～20%；使用時間為15～25年，地基承載力可提高15%～30%；建成后使用時間為25～35年，地基承載力可提高30%～45%；建成后使用時間為35～50年，地基承載力可提高40%～50%。

111?8.2.3既有建筑物增層的方法10?8.2.3既有建筑物增層的方法2.改變荷載傳遞增層法原建筑物承重結構不能滿足增層后承載力的要求，或由于使用功能要求需改變平面布置，需改變結構布置及其荷載傳遞途徑的增層方法。適用于原墻體結構有承載潛力，增設部分墻體、柱子、或經(jīng)局部加固處理，即可滿足增層的房屋。增層數(shù)不宜超過三層。3.外套框架結構增層法增層荷載通過在原建筑物外新增設的(墻、柱等)外套結構傳至新設置的基礎和地基上。當既有房屋的基礎或墻體的承載力不大，或要求增加的層數(shù)在3層或3層以上時，采用外套框架結構增層法。

112?8.2.3既有建筑物增層的方法11?8.3既有房屋增層設計8.3.1直接增層法的設計1.地基方面

直接增層，不僅要驗算在增層荷載作用下地基的容許承載力大小，同時還要考慮地基的沉降變形。(1)地基承載力驗算軸心荷載作用下時：式中：P=(F+G)/A；

113?8.3既有房屋增層設計12?在偏心荷載作用下時：式中：(2)地基承載力的確定1)經(jīng)驗法。2)應力比法。3)空間剛度系數(shù)法。承載力提高通過空間剛度系數(shù)來考慮。

114?在偏心荷載作用下時：13?4)小載荷板試驗法。當建筑物基底下地下水位較低時，直接在既有建筑承重墻基礎下開挖試驗坑，利用建筑物的自重作反力，直接測定地基承載力標準值。試驗壓板面積宜采用0.25～0.5m2，基坑寬度不應小于壓板寬度或壓板直徑的三倍。5)規(guī)范查表法。建筑物增層前，在原建筑物基礎下有效壓密區(qū)0.5b～1.5b(b為基礎底面寬度)深度范圍內取原狀土，取土數(shù)量及試驗要求滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》規(guī)定，確定地基承載力標準值。115?4)小載荷板試驗法。當建筑物基底下地下水位較低時，直接在既有(3)地基變形的計算

建筑物增層后的地基最終沉降量可按下式計算：當原建筑物地基土的固結度達到85%以上時，可認為原地基沉降已經(jīng)穩(wěn)定，最終沉降量按下式計算：

116?(3)地基變形的計算15?2.基礎方面

設計時利用了原地基壓密后容許承載力的提高值時，應對基礎自身的承載力和剛度進行驗算。若原基礎為磚基礎，磚的強度等級不應低于MU7.5，砂漿不應低于M2.5，寬高比不小于1:1.5。若為混凝土基礎，除寬高比符合規(guī)范限值外，還應注意作抗剪強度驗算。若為鋼筋混凝土條形基礎，則應驗算底板及基礎梁的配筋，并進行抗沖切和抗剪強度驗算。117?2.基礎方面16?3.上部結構方面

1)調整結構受力體系及承重方式。如既有房屋為橫墻承重，增層部分可改做縱墻承重；若舊房為縱墻承重，增層部分應增設橫墻承重；或舊房為縱橫墻承重，增層部分僅由橫墻或縱墻承重。2)驗算墻體承載力和穩(wěn)定性。由于使用多年，砌體強度下降，如建造年代在30年以上，增層驗算時，上部結構的砌體強度應降低10%～20%，作為增層房屋的安全儲備；當砌體強度不足時，可采用兩面加鋼筋網(wǎng)水泥砂漿等法加固。3)減輕上部結構自重。應盡量減輕增層部分結構的自重，如承重墻可采用多孔空心磚，非承重墻可采用石膏板、加氣混凝土砌塊等輕質材料；屋架結構可采用輕鋼屋架承重體系。118?3.上部結構方面17?4.增層房屋的構造措施

1)增層房屋應層層設置圈梁。以提高其整體性和空間剛度，使增層部分新增荷載均勻傳到原建筑物上，防止增層后產(chǎn)生不均勻沉降。2)提高砌體的砂漿標號。以保證砌體牢固連接。增層部分砌體砂漿標號應不低于M5；砌體轉角處宜設拉結鋼筋。3)承重墻上的門窗洞口，應上下對齊。以利于結構受力明確和建筑立面的協(xié)調統(tǒng)一。當在框架結構上直接增層時，梁柱截面是否增大，應由承載力計算和剛度要求確定。同時，還要在新舊柱子接頭處和框架梁柱交接處增加附加縱筋和加密箍筋。在頂層框架梁中，梁的上部和下部至少各有2根鋼筋貫通。鋼筋搭接長度應滿足規(guī)范要求，以防止梁柱拉裂。119?4.增層房屋的構造措施18?5.直接增層工程實例【例8.1】南京某中學教學樓為3層磚混結構，預制空心板平屋頂，現(xiàn)決定將原樓直接增加1層。經(jīng)調查，原建筑墻體結構和基礎完好。為減輕增層的重量，采用鋼筋混凝土柱承重，空心磚墻體，柱子與三層頂?shù)娜α簼仓梢惑w，且注意加強圈梁與下層墻體的連接。屋頂采用木屋架和平瓦坡屋面結構。

120?5.直接增層工程實例19?平面圖121?平面圖20?剖面圖122?剖面圖21?內縱墻基礎加固（抬梁法）構造123?內縱墻基礎加固（抬梁法）構造22?走道柱基礎加固（四面加寬）124?走道柱基礎加固（四面加寬）23?山墻基礎加固（單面加寬）

125?山墻基礎加固（單面加寬）24?5.直接增層工程實例【例8.2】某辦公樓為三層磚混結構，長49.8m，寬6.0m，磚砌條形基礎，基底埋深為1.1m。因使用需要，擬將該辦公樓改造為住宅樓并進行增層和擴建，在原有三層部分增加兩層。為擴大使用面積在該樓原有部分增層的同時向該樓北側擴建一個開間，新擴建部分長49.8m，寬7.8m，基底埋深為1.80m，五層。(1)工程地質情況設計前，經(jīng)補充勘察，原建筑場地地貌單元屬丹江上游I級階地，主要受力層范圍內土的物理力學性質指標如表所示。

126?5.直接增層工程實例25?(2)既有房屋結構及地基基礎現(xiàn)狀原辦公樓為小開間的磚混結構，增層改造后對增層部分亦無大開間要求，通過對原結構的現(xiàn)場調查、墻體及結構的抗震驗算，確定原結構墻體完全可以滿足增層后的強度要求。這樣，在增層部分墻體采用輕質材料的情況下，利用原結構的潛力，直接進行增層改建是經(jīng)濟可行的。原房屋地基承載力大小將成為關鍵。為慎重起見，增層設計前對原房屋基礎情況進行了現(xiàn)場開挖檢查。結果發(fā)現(xiàn)，原房屋基礎埋深僅為1.0m，基底下灰土墊層厚度為0.3m，且密實度不夠，地基承載力難以滿足增層要求，必須進行加固處理。127?(2)既有房屋結構及地基基礎現(xiàn)狀26?(3)地基加固方案

根據(jù)工程在增層的同時又進行擴建改造的特點，選用的加固方案應解決兩個關鍵問題：1)增層部分承載力不足問題；2)增層部分與擴建部分基礎的差異沉降。因擴建部分地基采用大開挖處理，開挖深度約5.0m，大于舊房屋的基礎埋深，這樣還存在緊靠基坑一側原基礎的支護問題。經(jīng)過多種方案的比較和論證，最后選用靜壓托換樁加固方案。該方案的優(yōu)點是：施工工期短，施工中不會對原結構造成損害，承載力易于控制。128?(3)地基加固方案27?(4)增層部分與新建部分關系的處理

設計時，為防止不均勻沉降引起上部結構開裂，增層部分與擴建部分基礎相互獨立，新舊基礎之間采用沉降縫隔開。對于增層部分上部結構的處理，采用橫墻承重，為減小作用在原基礎上的荷載，增層部分墻體采用輕質材料。(5)使用效果該增層改造工程于1996年12月竣工，經(jīng)過多次觀測，增層部分的基礎沉降量，增層部分與擴建部分的差異沉降量均較小，使用情況良好。129?(4)增層部分與新建部分關系的處理28?8.3.2改變荷載傳遞增層法的設計1．設計要求

對增層后地基基礎、承重結構及其構件進行承載力和正常使用極限狀態(tài)的驗算；采取可靠的連接措施保證新增層結構與原結構的協(xié)同工作。增層房屋地基的承載力在設計時可適當提高。對新增承重墻，μ3=0.85～0.90；對原非承重墻改為承重墻，μ3=1.1。

130?8.3.2改變荷載傳遞增層法的設計29?

原屋面板作為增層后的樓面板時，應驗算其承載力和撓度；原房屋與增層房屋高差或荷載差異不宜過大；門窗洞宜上下對齊；女兒墻應拆除，不得作為加層房屋的墻體。對于抗震設防區(qū)的增層房屋，增層前、后均應進行抗震驗算。

2．改變荷載傳遞途徑的方法1)將原房屋的非承重墻改為增層后的承重墻。2)增設新承重墻或柱。3)抗震設防區(qū)的房屋增層，對原房屋和加層后的房屋均應按國家標準《建筑抗震設計規(guī)范進行抗震設計。增層后的總高度和層數(shù)、高寬比、抗震橫墻間距、局部尺寸限值、構造柱和圈梁的設置均應符合《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定，當不滿足要求時，應進行加固設計。131?原屋面板作為增層后的樓面板時，應驗算其承3．構造要求1)新增設承重墻上的圈梁與原墻體上的圈梁宜采用剛性連接。圈梁主筋與連接鋼筋的焊接長度應≥10d。1.新增圈梁2.原圈梁3.連接鋼筋132?3．構造要求1.新增圈梁31?

2)新增設的橫墻，應沿豎向連續(xù)貫通，其穿過樓面的作法見圖。當新增設橫墻穿過空心樓板時，應每隔500mm局部鑿孔并灌注C20細石混凝土，且應保證新灌混凝土均勻、密實。133?2)新增設的橫墻，應沿豎向連續(xù)貫通，其穿過樓面的作法

3)對于承載力或高厚比驗算不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的墻體，應增設壁柱，或加大墻體截面。4)在抗震設防區(qū)，新增設的構造柱應穿過原樓板，沿豎向連續(xù)貫通設置；原結構體系改變?yōu)閮瓤蚣芮铱v向窗間墻寬度小于1.5m時，應在窗間墻處增設鋼筋混凝土構造柱；房屋增層時，新增承重墻體與原墻體交接處應連接可靠。134?33?8.3.3外套框架結構增層法設計

方案：一是底層較高的多層框架，各層框架梁只承受本層的荷載；二是單層單跨的門式剛架，在門式剛架上砌多層磚房，其框架梁通常截面較高大。地震區(qū)作外套框架結構增層設計，要進行抗震計算，要有可靠的構造措施，以保證建筑物的整體性。可在底層增加鋼筋混凝土剪力墻，或改底層純框架結構為框剪結構，外套框架的第一層樓板必須現(xiàn)澆，基礎也必須采用樁基礎。

135?8.3.3外套框架結構增層法設計34?1．