孔祥寰 安 源

(中国石油集团东北炼化工程有限公司锦州设计院，辽宁锦州 121001)

0 引言

目前砖混结构房屋在我国尚大量存在，随着时代的发展，一些砖混结构房屋因局部功能发生改变，需要进行改造。在局部拆除墙体的情况下，构件布置发生变化，导致荷载传递路径和受力情况发生转移［1］，必须对改造部位采取加固措施，满足结构受力需要。所以，根据具体工程选择安全、合理、经济的改造方案，并实现施工相对简单、快捷，是砖混结构改造工程加固设计必须考虑的方面。

1 改造工程现状

砖混结构改造方案必须具备的几项条件有:在设计方面必须保证结构能够安全使用，不能削弱原有结构的各项特性;施工必须能够可行，改造过程不能出现影响原结构的措施;充分利用现有的材料与技术，争取使改造加固工程的工期、投资、效益最优［2］。砖混结构改造通常采用托换方案，即采用型钢或混凝土梁、柱，设置在改造部位，作为新增的受力构件。型钢构件通常采用双槽钢，受力性能好，施工方法简单安全，施工周期短。混凝土构件与原有结构能采用锚栓连接，新旧结构在加固后共同作用性能更好，但是需要的施工周期长。托换方案适用于已有建筑的加固改造，在砖混结构改造工程中有广泛应用。

2 型钢框式托换方案简介

型钢框式托换方案，是通过型钢梁柱连接形成托换框架取代原有墙体，作为新的承重结构。托换框架的梁柱一般采用双槽钢(或工字钢)。双槽钢的强度、刚度、稳定性都很好。施工时将支承柱的一边翼缘使用化学锚栓紧贴于纵墙，另一边翼缘在墙体上凿出一条可使缀板穿过的竖向缝，伸入缀板与两边翼缘相焊，继而形成格构式钢柱。同样方法，双槽钢托梁的顶部与楼板采用化学锚栓连接，托梁与下部墙体界面处，凿出可使缀板穿过的水平缝，伸入缀板焊接成格构式钢梁［2］。托换构件完成后，拆除中间墙体，从而实现改造要求。型钢框式托换方案适用于墙体大面积拆除或上部荷载较大的情况，例如墙体拆至砖混结构房屋楼面(屋面);墙体拆除后洞口两侧无墙体或构造柱;拆除处上部有人员密集情况或受荷面积很大。型钢框式托换方案具有传力路径明确、整体性能好、工期快捷的优点。

3 工程实例

化工加氢车间办公楼建于20世纪80年代，砖混结构，共3层，平面规则，基础采用钢筋混凝土筏板形式。纵横墙承重，承重墙采用MU7.5普通烧结砖，M5混合砂浆砌筑。楼(屋)面板采用预制预应力空心板，各层均设圈梁，转角及纵横墙交接处均无构造柱。由于使用功能改变，现将底层⑦轴～⑧轴间外墙及内墙两处原墙体拆除，加开大门洞。改造平面图见图1。按照改造方案对砖混结构进行相应的基础承载力验算，原有筏板基础能够满足上部荷载承载力要求。因此，只需考虑改造加固后结构的安全可靠，施工过程的方便可行。不能因改造加固造成其他部位的损坏。此次改造将底层纵墙局部拆除，对结构空间刚度和整体性影响不大。因要求洞口两侧要开至最大，墙体上部拆至原有圈梁下，且施工周期要短，故采用型钢框式托换方案，并根据现场实际情况调整设计方案。经勘察，原砖混结构房屋圈梁高120 mm，高度较小，如果托梁采用化学锚栓与圈梁连接，施工进度及施工效果均不理想。该砖混结构房屋纵横墙交接处无构造柱，在保证受力满足要求的前提下，必须保证加固后新增型钢框架与原有结构的整体作用。针对以上问题，加固设计方案调整如下:采用圈梁外包通长角钢替代化学锚栓;在纵横墙交接处增加混凝土键［3］与墙体采用拉结筋有效连接。外墙托梁加固示意图具体如图2所示，内墙新增柱加固示意图见图3。

图1 办公楼一层结构改造平面图

图2 外墙托梁加固示意图

图3 内墙新增柱加固示意图

施工托梁时，先在原有圈梁两侧各凿出通长水平缝，并将圈梁角部磨圆，角钢与圈梁结合面涂粘结剂，伸入角钢。再每隔一定距离凿出一条水平缝，伸入钢板与角钢焊接。然后将托梁高度范围内的墙体凿除一侧，放入一根槽钢，同样做法安装另一侧槽钢。双槽钢下的连接缀板，亦以凿缝形式伸入，与槽钢翼缘焊接，形成格构式组合梁。托梁槽钢两端安装封板，形成封闭式箱形截面。封闭式箱形截面在加强托梁强度及稳定性的同时，有利于防腐蚀及便于工程装修装饰。

在纵横墙交接处设置的混凝土键，入墙深度180 mm，采用无收缩C25混凝土，配置4φ8钢筋和3φ6箍筋。由于新增支承柱为双槽钢，为保证其与混凝土键的有效连接，工程中采取如下连接方式:1)混凝土键外面预埋钢板埋件，与新增柱焊接;2)清除原墙饰面贴砖基面后，用φ12拉结钢筋一边与支承柱翼缘焊接，一边与距离墙边1 500 mm(或门窗洞口处)的墙内混凝土块连接。

墙体的拆除必须待新增的型钢框架达到设计强度后进行。拆墙的时候，应从中间开始，分段对称，从上往下依次顺皮拆除［4］。新增支承柱底部与基础的加固，也很重要。此工程中采用支承柱外各面套靠槽钢，槽钢底部翼缘与筏板基础锚栓连接的方法。套靠的槽钢作为加强钢箍，保证了构件与基础的可靠连接。化学锚栓的选用必须满足相应规范与规程的要求，按照产品说明严格施工。为保护室内地面下型钢构件不受地下水的腐蚀，可以采用素混凝土包裹柱脚。

4 施工注意事项

施工时要注意进行建筑物的受力与变形等观测，注意保护结构构件，不能猛敲猛打，必须确保加固工作完成且加固构件达到设计强度后，方可进行相关的拆除工作。如出现异常情况时应及时采取措施予以处理。在工程施工前必须完全理解改造加固的原则及其需要，施工过程中要减少加固层以上的楼层对底层的附加荷载，合理有序的按照施工组织进行施工。同时还必须做好对新旧界面的处理，凿毛、充分湿润、接浆(或使用其他界面剂)，保证连接面的质量及可靠性。

5 结语

型钢框式托换加固方案能够有效的实现砖混结构改造需要，在此基础上根据工程情况调整后的加固做法，因地制宜的实现了改造工程需求，得到了满意的改造结果。可见，以型钢框式托换方案为基础的改造工程做法，在砖混结构加固改造工程领域具有广阔的应用空间，可为类似改造加固工程提供有价值的参考。

［1］向 波，张圣华，文双玲.某砖砌体结构办公楼大空间门厅改造施工［J］.工业建筑，2007，37(6)：95-97.

［2］刘成清，曾 欣，赵世春，等.型钢框式托换法在砖混房屋改造中的优点及应用［J］.工程抗震与加固改造，2010，32(6)：67-72.

［3］GBTK 2006，国家建筑标准设计图库［S］.

［4］王晓梅，邵界立.旧房改造中拆除承重砖墙技术［J］.基建优化，2002，23(2)：53-54.

［5］郎 婷，恽 波.某中学教学楼的改扩建加固优化设计［J］.山西建筑，2013，39(17)：41-42.