多层砌体结构外套钢筋混凝土框架的增层改造设计

【摘 要】随着建筑市场竞争日益激烈，民用建筑施工技术得到了不断的进步，房屋多层砌体结构外套钢筋混凝土框架的增层是成为建筑施工行业的新课题。由于当前城市规模的不断扩大，对老旧建筑进行再利用，或者对原有建筑结构进行改造的过程中都需要用到钢筋混凝土框架结构建筑增层的施工方法，这就需要结合多层砌体建筑的基本结构，对设施施工方法进行改造，并准确把握建筑增层设计的要点。

【关键词】建筑施工；砌体结构；框架结构；增层；改造设计

引言：

对房屋主体结构进行改造设计，尤其是对于多层建筑结构进行增层改造，需要对房屋整体结构进行分析，工程设计人员就建筑主体框架结构的性质和砌体构建情况作为增层的实际控制依据，在对多层建筑进行增层改造设计的过程中，必须充分控制房屋增层结构与房屋主体结构保持一致，钢混结构在增层过程中进行整体性切入点设计，以增强建筑物整体质量，有效提高增层建筑物的整体质量。

一、砌体结构多层建筑增层设计概述

砌体结构多层建筑由于需要对建筑楼层进行增层设计，在多层建筑地基和建筑整体质量满足增层要求的条件下，需要通过实际测量的方法对建筑物承重墙的纵向承重强度进行分析，对建筑物地基结构的承重力进行分析，在建筑物承重强度满足增层支撑重量负荷的情况下，可以对多层砌体结构建筑进行增层设计。另一方面，在对砌体结构多层建筑房屋进行增层设计的过程中需要注意房屋的使用年限，年代过于久远的房屋的内部结构已经在多年承重恒定压力的影响下，难以对新增加的承重压力负荷进行承担，因此要避免对年代过于久远的房屋进行增层设计。此外，一些具备增层条件的多层气体建筑，由于在家庭装修的情况下，可能会对房屋内部结构造成破坏，尤其是对承重结构造成较大的影响，这类建筑无法从外部测量方面来确定房屋增层施工设计的具体情况，如果贸然对房屋结构进行改动增层，就会对房屋质量安全造成严重的隐患。

二、多层砌体结构外套钢筋混凝土框架结构建筑增层实例设计分析

本文将以某种多层建筑类型作为多层砌体结构建筑增层设计的实例进行分析，研究多层砌体建筑进行增层设计中的必要环节。

（一）工程概况

某地一座老式办公大楼在进行装修的过程中需要对建筑进行增层设计，该建筑为5层砌体结构，建筑在上世纪90年代建成，采用钢筋混凝土为建筑主要材料，建筑外层墙壁厚度达到330mm，建筑内部墙壁采用砖混结构，墙壁厚度达到200mm，楼层采用预制板层级模式，楼层板采用多孔预制板搭建，建筑隔层设计有顶板圈梁，建筑南北轴线位置设计有通高梁柱。按照建筑增层规划，需要字现有办公楼结构上重新增加两层建筑空间以满足办公楼扩容的需要，建筑施工单位在对原有建筑进行勘测过程中，需要结合国家PKPM建筑结构设计工程软件对建筑增层的情况进行分析，砌体结构在增加高度的情况下需要对原建筑的承重等级进行数据分析，通过计算机软件计算结果来判断该建筑物是否能够满足增层要求。计算机软件对办公楼的基本结构进行建模分析，通过对建筑材料进行取样，分析建筑材料的支撑强度范围，尤其是有一定使用年限的老式建筑的载荷程度进行论证。现行的建筑物城中检测规范是2000规范，对建筑物载荷情况以及承重情况的分析更为严密，对建筑结构不同而造成的建筑载荷能力变化有规范的参数对比。如果由于建筑结构方面存在载荷条件下降的情况，为了见晒我建筑物上部载荷对建筑物支撑情况产生的影响，需要在建筑物原结构基础上采用外套钢筋混凝土框架的方式对建筑承压结构进行加固。

（二）多层砌体结构建筑增层结构设计

对多层砌体结构建筑进行增层设计之前，首先考虑到建筑使用时间已经超过20年，地区地形特点为平原地区，建筑物标准抗震烈度为6度，抗震等级为7级地震，办公楼地基稳定强度达到丙级。

根据对建筑物基本情况进行分析，可以得知在原建筑的基础上进行增层，需要采用分离式框架结构，对增层位置采用桩基加固的形式来优化建筑物增层方案。由于建筑物受力方向在增层之后会发生改变，建筑物重心位置也会随着高度的增加发生偏转，因此需要考虑新旧建筑结构在交接使用的过程中，通过计算机建模分析的方法对建筑结构在增层之后发生的重心位移进行分析，计算模型需要考虑建筑物外部框架部分。在建筑原有高度5层的基础上，建筑物外部直接安装外套框架，首层柱计算长度将达到20m以上，相应的梁柱承压系数也会明显增大，带来柱受压的稳定问题，为满足变形要求势必要大幅度增大柱截面尺寸，这又将影响到建筑立面效果，因此，工程增层改造方案确定为与原结构相联结的外套钢筋混凝土框架形式，利用与原建筑物的拉结增强增层后建筑物的整体性，控制外套框架结构变形。

图1 建筑物增层方案设计

三、建筑物增层结构设计

办公楼建筑的墙体原为毛石结构的混凝土基础，通过计算机数学建模可以发现，在建筑增层的情况下，原有的毛石结构支撑框体已经无法满足增层后的建筑负荷，可以考虑增加桩基负载作为建筑增层的施工基础，但在进行孔桩施工时，会对建筑原条基造成硬性损害，因此需要在建筑增层时通过以下步骤进行设计：

（一）建筑砌体结构外墙部分的基础加固工程，在原建筑毛石结构的基础上，对建筑外墙砌体结构进行向外延伸，使建筑基础标高和地基深度不发生改变的情况下，通过混凝土装填的方式对建筑底板和地梁结构进行加固，在该建筑施工的情况下，由于建筑基础老化，需要采用外套钢筋混凝土框架的方法对建筑地梁进行填充，使纵筋与地梁锚固位置紧密连接。

（二）多层砌体结构建筑内墙进行加固的过程中，需要对原有的毛石结构进行钢筋混凝土结构的填充，毛石结构配合钢筋混凝土对砌体内墙进行支撑。在进行混凝土浇筑施工时，需要对建筑内墙表面的老混凝土进行平整，对出现裂缝的混凝土表面进行打磨，并将新混凝土填充进裂缝，混凝土调节采用高粘度性质的外加剂对混凝土粘结表面进行加固，使新老混凝土砌体墙面结构形成整体，共同分担建筑受力。通过对建筑内墙加固分析，可以通过计算机建模对内墙下条形基础结构的承压状况进行测试，使承重分析达到预定标准。

（三）建筑物上部结构设计

建筑物上部结构增层设计采用钢筋混凝土结构为主要建筑形式，增层高度在外接层面上，框架模式与建筑主体保持一致，建筑框架结构采用立体线条切割的方式对原建筑纵向支撑梁柱进行对接，并且对框体结构进行多重稳定加固。新增加的纵向水平载荷会平摊在建筑基体本身，并且建筑原结构所承担的载荷受力情况不发生改变。

四、结语：

砌体结构建筑增层采用外套钢筋混凝土增层的方式在国内外建筑行业中都具有一定的应用，本文就建筑增层过程中的支撑围护强化方式与增层设计进行简要分析，对以后类似的建筑增层结构提出参考依据。

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