1、房屋改造和增层房屋改造和增层(史上面史上面)28.1 概述概述8.1.1 增层和改造的意义增层和改造的意义 增加建筑物的使用面积，提高土地利用率；增加建筑物的使用面积，提高土地利用率；改善旧房的使用功能和条件；增加旧建筑物的改善旧房的使用功能和条件；增加旧建筑物的抗震能力；节省投资。抗震能力；节省投资。38.1.2 8.1.2 既有房屋增层、改造的确定既有房屋增层、改造的确定 建筑物是否增层和改造，取决于该建筑物是否具有建筑物是否增层和改造，取决于该建筑物是否具有增层和改造的潜力。应根据建筑物的建造年代、破损程增层和改造的潜力。应根据建筑物的建造年代、破损程度、结构状况、建筑物的重要程度及使用
2、要求做出判断。度、结构状况、建筑物的重要程度及使用要求做出判断。对于对于建造年限不长、结构现状良好建造年限不长、结构现状良好的房屋增加的房屋增加23层是合理经济的。对于一些层是合理经济的。对于一些临时性、半永久性或严重破临时性、半永久性或严重破损、无利用价值损、无利用价值的房屋，应拆除重建。对于某些增层或的房屋，应拆除重建。对于某些增层或改造后会影响城市规划的建筑物，更不应轻易增层或改改造后会影响城市规划的建筑物，更不应轻易增层或改造。造。增层和改造前做好的工作：o技术经济评价：技术经济评价：评价内容包括：成本、使用功能的评价内容包括：成本、使用功能的完善程度、部件设施的完好程度、工程的寿命期
3、以完善程度、部件设施的完好程度、工程的寿命期以及建筑面积等；及建筑面积等；o对建筑物进行全面的检测鉴定对建筑物进行全面的检测鉴定:房屋的工程质量和房屋的工程质量和使用状况，是确定建筑物能否加层的重要依据。使用状况，是确定建筑物能否加层的重要依据。o对主要承重结构构件复核验算对主要承重结构构件复核验算:不能满足要求时，不能满足要求时，必须采取加固补强措施，提高承重结构及构件的承必须采取加固补强措施，提高承重结构及构件的承载能力。载能力。o地基与基础的承载力复核地基与基础的承载力复核：基础计算宽度与实际宽：基础计算宽度与实际宽度相差度相差10%以内时，用加强上部结构整体刚度的以内时，用加强上部结构
4、整体刚度的方法来适应地基基础的变形。相差值超过方法来适应地基基础的变形。相差值超过10%时，时，设法减少加层结构自重、降低使用荷载，并采取加设法减少加层结构自重、降低使用荷载，并采取加大基础、加固地基等办法。大基础、加固地基等办法。58.1.3 8.1.3 增层、改造工作程序增层、改造工作程序 调查调查增层改造可行性研究增层改造可行性研究质量鉴定质量鉴定设设计计施工方案施工方案施工施工竣工验收竣工验收技术鉴定应注意以下几个方面：技术鉴定应注意以下几个方面：1)地基基础方面。地基基础方面。地基土层分布及土质类别情况；原设计地基土层分布及土质类别情况；原设计地基的承载力及承载力可能增长的情况；基础
5、类型、尺地基的承载力及承载力可能增长的情况；基础类型、尺寸、埋深、材料及现状；地下水位变化情况等。寸、埋深、材料及现状；地下水位变化情况等。2)建筑物的平面、剖面及结构布置建筑物的平面、剖面及结构布置的描述与评述，并对使的描述与评述，并对使用情况及现状做出评价。用情况及现状做出评价。3)墙、梁、柱等结构构件墙、梁、柱等结构构件有无明显损坏或裂缝，主体结构有无明显损坏或裂缝，主体结构尺寸、材料、砌体、砂浆强度，结构构件连接情况等。尺寸、材料、砌体、砂浆强度，结构构件连接情况等。4)女儿墙、山墙、内墙、隔墙、楼梯女儿墙、山墙、内墙、隔墙、楼梯等其他部件的现状及等其他部件的现状及评价。评价。5)邻近
6、建筑物邻近建筑物的情况的情况(建筑物高度、基础埋深等建筑物高度、基础埋深等)。6)根据作用的根据作用的实际荷载及构造的实际情况实际荷载及构造的实际情况，进行内力分析，进行内力分析，并对上部结构及构件以及地基基础进行验算。并对上部结构及构件以及地基基础进行验算。78.2 房屋增层的一般规定及方法房屋增层的一般规定及方法8.2.1房屋增层设计的一般规定房屋增层设计的一般规定1.建筑设计建筑设计1)符合城市规划的要求，与小区建筑相协调。符合城市规划的要求，与小区建筑相协调。2)宜采取增层和改建相结合的方式。在条件许可时，可适宜采取增层和改建相结合的方式。在条件许可时，可适当改善原建筑物的使用条件。既
7、有房屋经过长期使用，当改善原建筑物的使用条件。既有房屋经过长期使用，已产生了一定程度的破损，所以在增层时应对原建筑物已产生了一定程度的破损，所以在增层时应对原建筑物进行加固改造和修缮。进行加固改造和修缮。3)平面设计在满足使用要求和建筑功能的前提下，应考虑平面设计在满足使用要求和建筑功能的前提下，应考虑结构的合理性。采用直接增层时，宜使新增房屋与原房结构的合理性。采用直接增层时，宜使新增房屋与原房屋的墙、柱上下对应、卫生间、厨房等房间上下对应。屋的墙、柱上下对应、卫生间、厨房等房间上下对应。4)立面设计宜保持具有地方特色的建筑风格。立面设计宜保持具有地方特色的建筑风格。2.结构设计结构设计 1
8、)应以材料检验及房屋鉴定结果作为增层结构设计的依据。应以材料检验及房屋鉴定结果作为增层结构设计的依据。充分发挥原有结构充分发挥原有结构(包括地基、基础包括地基、基础)的承载力，考虑的承载力，考虑各种不利因素，确保增层后的结构安全。各种不利因素，确保增层后的结构安全。2)增层与改造结构应采用合理的结构体系。增层与改造结构应采用合理的结构体系。力求计算简图力求计算简图符合实际，传力路线明确，刚度和强度分布合理，构符合实际，传力路线明确，刚度和强度分布合理，构造措施可靠，保证增层后新旧结构协调工作。造措施可靠，保证增层后新旧结构协调工作。3)增层改造应与抗震加固相结合。增层改造应与抗震加固相结合。协
9、调好新旧结构的抗震协调好新旧结构的抗震能力及关系，保证地震时增层改造后结构的安全。能力及关系，保证地震时增层改造后结构的安全。4)应考虑增层、改造施工期间和增层改造后对相邻建筑物应考虑增层、改造施工期间和增层改造后对相邻建筑物的不利影响。的不利影响。尽可能做到增层施工时旧房不间断使用，尽可能做到增层施工时旧房不间断使用，增层施工期尽量缩短。增层施工期尽量缩短。5)尽量采用轻质高强材料。尽量采用轻质高强材料。砖材强度等级应大于砖材强度等级应大于MU7.5；砂浆强度等级宜大于砂浆强度等级宜大于M5(组合砖砌体砂浆面层宜大于组合砖砌体砂浆面层宜大于M10)；混凝土强度等级宜大于；混凝土强度等级宜大于
10、C20。98.2.2 增层结构形式选择的基本原则增层结构形式选择的基本原则1)安全可靠。安全可靠。严格执行建筑结构设计规范；尽量减少由于严格执行建筑结构设计规范；尽量减少由于增层改造给承重结构造成的附加应力和变形；地震区应增层改造给承重结构造成的附加应力和变形；地震区应遵循遵循“先抗震加固，后增层改造先抗震加固，后增层改造”的原则。的原则。2)经济合理。经济合理。充分发挥原有建筑物的承载潜力；优先选用充分发挥原有建筑物的承载潜力；优先选用轻质高强材料，以减少加层部分的重量；选择经济合理轻质高强材料，以减少加层部分的重量；选择经济合理的方案。的方案。3)有利抗震。有利抗震。具有合理的地震力作用传
11、递路线，必要的强具有合理的地震力作用传递路线，必要的强度，良好的适应变形能力和吸能、耗能的能力。度，良好的适应变形能力和吸能、耗能的能力。4)施工方便。施工方便。施工力求简单，工期短；使用中便于养护维施工力求简单，工期短；使用中便于养护维修。修。5)美观实用。美观实用。重视增层改造房屋的建筑设计，改善使用功重视增层改造房屋的建筑设计，改善使用功能，改进立面造型，采用新的装饰材料，使室内外环境能，改进立面造型，采用新的装饰材料，使室内外环境协调舒适。协调舒适。108.2.3 既有建筑物增层的方法既有建筑物增层的方法1.直接增层法直接增层法 对既有房屋进行适当处理后，不改变结构承重体对既有房屋进行
12、适当处理后，不改变结构承重体系和平面布置，在上部直接增层的方法。适用于原承重系和平面布置，在上部直接增层的方法。适用于原承重结构与地基基础的承载力和变形能满足要求，或经加固结构与地基基础的承载力和变形能满足要求，或经加固处理后即可直接增层的房屋。增加的层数一般为处理后即可直接增层的房屋。增加的层数一般为13层。层。地基承载力有较大的提高。对于砂性土、粘性土，地基承载力有较大的提高。对于砂性土、粘性土，一般情况下，使用时间为一般情况下，使用时间为510年，地基承载力可提高年，地基承载力可提高5%20%；使用时间为；使用时间为1525年，地基承载力可提高年，地基承载力可提高15%30%；建成后使用
13、时间为；建成后使用时间为2535年，地基承载力年，地基承载力可提高可提高30%45%；建成后使用时间为；建成后使用时间为3550年，地基年，地基承载力可提高承载力可提高40%50%。118.2.3 既有建筑物增层的方法既有建筑物增层的方法2.改变荷载传递增层法改变荷载传递增层法 原建筑物承重结构不能满足增层后承载力的要求，或由于使原建筑物承重结构不能满足增层后承载力的要求，或由于使用功能要求需改变平面布置，需改变结构布置及其荷载传递途径用功能要求需改变平面布置，需改变结构布置及其荷载传递途径的增层方法。适用于原墙体结构有承载潜力，增设部分墙体、柱的增层方法。适用于原墙体结构有承载潜力，增设部分
14、墙体、柱子、或经局部加固处理，即可满足增层的房屋。增层数不宜超过子、或经局部加固处理，即可满足增层的房屋。增层数不宜超过三层。三层。3.外套框架结构增层法外套框架结构增层法 增层荷载通过在原建筑物外新增设的增层荷载通过在原建筑物外新增设的(墙、柱等墙、柱等)外套结构传外套结构传至新设置的基础和地基上。当既有房屋的基础或墙体的承载力不至新设置的基础和地基上。当既有房屋的基础或墙体的承载力不大，或要求增加的层数在大，或要求增加的层数在3层或层或3层以上时，采用外套框架结构增层以上时，采用外套框架结构增层法。层法。128.3 既有房屋增层设计既有房屋增层设计8.3.1 直接增层法的设计直接增层法的设
15、计1.地基方面地基方面 直接增层，不仅要验算在增层荷载作用下地基的容直接增层，不仅要验算在增层荷载作用下地基的容许承载力大小，同时还要考虑地基的沉降变形。许承载力大小，同时还要考虑地基的沉降变形。(1)地基承载力验算地基承载力验算 轴心荷载作用下时：轴心荷载作用下时：式中：式中：P=(F+G)/A；fP 在偏心荷载作用下时：在偏心荷载作用下时：式中：式中：(2)地基承载力的确定地基承载力的确定1)经验法。经验法。2)应力比法应力比法。3)空间刚度系数法。空间刚度系数法。承载力提高通过空间刚度系数来承载力提高通过空间刚度系数来考虑。考虑。fP2.1maxWMAGFPmaxkkff0)1(kkff
16、014)小载荷板试验法。小载荷板试验法。当建筑物基底下地下水位较低时，当建筑物基底下地下水位较低时，直接在既有建筑承重墙基础下开挖试验坑，利用建筑直接在既有建筑承重墙基础下开挖试验坑，利用建筑物的自重作反力，直接测定地基承载力标准值。试验物的自重作反力，直接测定地基承载力标准值。试验压板面积宜采用压板面积宜采用0.250.5m2，基坑宽度不应小于压板，基坑宽度不应小于压板宽度或压板直径的三倍。宽度或压板直径的三倍。5)规范查表法。规范查表法。建筑物增层前，在原建筑物基础下有建筑物增层前，在原建筑物基础下有效压密区效压密区0.5b1.5b(b为基础底面宽度为基础底面宽度)深度范围内取深度范围内取
17、原状土，取土数量及试验要求满足原状土，取土数量及试验要求满足建筑地基基础设建筑地基基础设计规范计规范规定，确定地基承载力标准值。规定，确定地基承载力标准值。(3)地基变形的计算地基变形的计算 建筑物增层后的地基最终沉降量可按下式计算：建筑物增层后的地基最终沉降量可按下式计算：当原建筑物地基土的固结度达到当原建筑物地基土的固结度达到85%以上时，可以上时，可认为原地基沉降已经稳定，最终沉降量按下式计算：认为原地基沉降已经稳定，最终沉降量按下式计算：SSSisizisHEUPS)1(isizisHEPSisizisHEPS2.基础方面基础方面 设计时利用了原地基压密后容许承载力的提高值设计时利用了
18、原地基压密后容许承载力的提高值时，应对基础自身的承载力和刚度进行验算。若原基时，应对基础自身的承载力和刚度进行验算。若原基础为础为砖基础砖基础，砖的强度等级不应低于，砖的强度等级不应低于MU7.5MU7.5，砂浆不应，砂浆不应低于低于M2.5M2.5，宽高比不小于，宽高比不小于1:1.51:1.5。若为。若为混凝土基础混凝土基础，除，除宽高比符合规范限值外，还应注意作抗剪强度验算。宽高比符合规范限值外，还应注意作抗剪强度验算。若为若为钢筋混凝土条形基础钢筋混凝土条形基础，则应验算底板及基础梁的，则应验算底板及基础梁的配筋，并进行抗冲切和抗剪强度验算。配筋，并进行抗冲切和抗剪强度验算。3.上部结
19、构方面上部结构方面 1)调整结构受力体系及承重方式。调整结构受力体系及承重方式。如既有房屋为横墙如既有房屋为横墙承重，增层部分可改做纵墙承重；若旧房为纵墙承承重，增层部分可改做纵墙承重；若旧房为纵墙承重，增层部分应增设横墙承重；或旧房为纵横墙承重，增层部分应增设横墙承重；或旧房为纵横墙承重，增层部分仅由横墙或纵墙承重。重，增层部分仅由横墙或纵墙承重。2)验算墙体承载力和稳定性。验算墙体承载力和稳定性。由于使用多年，砌体强由于使用多年，砌体强度下降，如建造年代在度下降，如建造年代在30年以上，增层验算时，年以上，增层验算时，上部结构的砌体强度应降低上部结构的砌体强度应降低10%20%，作为增层，
20、作为增层房屋的安全储备；当砌体强度不足时，可采用两面房屋的安全储备；当砌体强度不足时，可采用两面加钢筋网水泥砂浆等法加固。加钢筋网水泥砂浆等法加固。3)减轻上部结构自重。减轻上部结构自重。应尽量减轻增层部分结构的自应尽量减轻增层部分结构的自重，如承重墙可采用多孔空心砖，非承重墙可采用重，如承重墙可采用多孔空心砖，非承重墙可采用石膏板、加气混凝土砌块等轻质材料；屋架结构可石膏板、加气混凝土砌块等轻质材料；屋架结构可采用轻钢屋架承重体系。采用轻钢屋架承重体系。4.增层房屋的构造措施增层房屋的构造措施 1)增层房屋应层层设置圈梁增层房屋应层层设置圈梁。以提高其整体性和空间。以提高其整体性和空间刚度，
21、使增层部分新增荷载均匀传到原建筑物上，刚度，使增层部分新增荷载均匀传到原建筑物上，防止增层后产生不均匀沉降。防止增层后产生不均匀沉降。2)提高砌体的砂浆标号提高砌体的砂浆标号。以保证砌体牢固连接。增层。以保证砌体牢固连接。增层部分砌体砂浆标号应不低于部分砌体砂浆标号应不低于M5；砌体转角处宜设；砌体转角处宜设拉结钢筋。拉结钢筋。3)承重墙上的门窗洞口，应上下对齐承重墙上的门窗洞口，应上下对齐。以利于结构受。以利于结构受力明确和建筑立面的协调统一。力明确和建筑立面的协调统一。当在框架结构上直接增层时，梁柱截面是否增当在框架结构上直接增层时，梁柱截面是否增大，应由承载力计算和刚度要求确定。同时，还
22、要大，应由承载力计算和刚度要求确定。同时，还要在新旧柱子接头处和框架梁柱交接处增加附加纵筋在新旧柱子接头处和框架梁柱交接处增加附加纵筋和加密箍筋。在顶层框架梁中，梁的上部和下部至和加密箍筋。在顶层框架梁中，梁的上部和下部至少各有少各有2根钢筋贯通。钢筋搭接长度应满足规范要根钢筋贯通。钢筋搭接长度应满足规范要求，以防止梁柱拉裂。求，以防止梁柱拉裂。5.直接增层工程实例直接增层工程实例【例【例8.1】南京某中学教学楼为】南京某中学教学楼为3层砖混结构，预制空心板层砖混结构，预制空心板平屋顶，现决定将原楼直接增加平屋顶，现决定将原楼直接增加1层。层。经调查，原建筑墙体结构和基础完好。为减轻增经调查，
23、原建筑墙体结构和基础完好。为减轻增层的重量，采用钢筋混凝土柱承重，空心砖墙体，柱层的重量，采用钢筋混凝土柱承重，空心砖墙体，柱子与三层顶的圈梁浇筑成一体，且注意加强圈梁与下子与三层顶的圈梁浇筑成一体，且注意加强圈梁与下层墙体的连接。屋顶采用木屋架和平瓦坡屋面结构。层墙体的连接。屋顶采用木屋架和平瓦坡屋面结构。平面图平面图剖面图剖面图内纵墙基础加固（抬梁法）构造内纵墙基础加固（抬梁法）构造走道柱基础加固（四面加宽）走道柱基础加固（四面加宽）山墙基础加固（单面加宽）山墙基础加固（单面加宽）5.直接增层工程实例直接增层工程实例【例【例8.2】某办公楼为三层砖混结构，长某办公楼为三层砖混结构，长49.
24、8m，宽，宽6.0m，砖砌条形基础，基底埋深为，砖砌条形基础，基底埋深为1.1m。因使用需。因使用需要，拟将该办公楼改造为住宅楼并进行增层和扩建，要，拟将该办公楼改造为住宅楼并进行增层和扩建，在原有三层部分在原有三层部分增加两层增加两层。为扩大使用面积在该楼原。为扩大使用面积在该楼原有部分增层的同时向该楼北侧有部分增层的同时向该楼北侧扩建一个开间扩建一个开间，新扩建，新扩建部分长部分长49.8m，宽，宽7.8m，基底埋深为，基底埋深为1.80m，五层。，五层。(1)工程地质情况工程地质情况 设计前，经补充勘察，原建筑场地地貌单元属丹江设计前，经补充勘察，原建筑场地地貌单元属丹江上游上游I级阶地
25、，主要受力层范围内土的物理力学性质指级阶地，主要受力层范围内土的物理力学性质指标如表所示。标如表所示。(2)既有房屋结构及地基基础现状既有房屋结构及地基基础现状 原办公楼为小开间的砖混结构，增层改造后对增层原办公楼为小开间的砖混结构，增层改造后对增层部分亦无大开间要求，通过对原结构的现场调查、墙体部分亦无大开间要求，通过对原结构的现场调查、墙体及结构的抗震验算，确定原结构墙体完全可以满足增层及结构的抗震验算，确定原结构墙体完全可以满足增层后的强度要求。这样，在增层部分墙体采用轻质材料的后的强度要求。这样，在增层部分墙体采用轻质材料的情况下，利用原结构的潜力，直接进行增层改建是经济情况下，利用原
26、结构的潜力，直接进行增层改建是经济可行的。可行的。原房屋地基承载力大小将成为关键。为慎重起见，原房屋地基承载力大小将成为关键。为慎重起见，增层设计前对原房屋基础情况进行了现场开挖检查。结增层设计前对原房屋基础情况进行了现场开挖检查。结果发现，原房屋基础埋深仅为果发现，原房屋基础埋深仅为1.0m，基底下灰土垫层，基底下灰土垫层厚度为厚度为0.3m，且密实度不够，地基承载力难以满足增，且密实度不够，地基承载力难以满足增层要求，必须进行加固处理。层要求，必须进行加固处理。(3)地基加固方案地基加固方案 根据工程在增层的同时又进行扩建改造的特点，选根据工程在增层的同时又进行扩建改造的特点，选用的加固方
27、案应解决两个关键问题：用的加固方案应解决两个关键问题：1)增层部分承载力不足问题；增层部分承载力不足问题；2)增层部分与扩建部分基础的差异沉降。增层部分与扩建部分基础的差异沉降。因扩建部分地基采用大开挖处理，开挖深度约因扩建部分地基采用大开挖处理，开挖深度约5.0m，大于旧房屋的基础埋深，这样还存在紧靠基坑一侧原基大于旧房屋的基础埋深，这样还存在紧靠基坑一侧原基础的支护问题。经过多种方案的比较和论证，最后选用础的支护问题。经过多种方案的比较和论证，最后选用静压托换桩加固方案。该方案的优点是：施工工期短，静压托换桩加固方案。该方案的优点是：施工工期短，施工中不会对原结构造成损害，承载力易于控制。
28、施工中不会对原结构造成损害，承载力易于控制。(4)增层部分与新建部分关系的处理增层部分与新建部分关系的处理 设计时，为防止不均匀沉降引起上部结构开裂，增设计时，为防止不均匀沉降引起上部结构开裂，增层部分与扩建部分基础层部分与扩建部分基础相互独立相互独立，新旧基础之间采用沉，新旧基础之间采用沉降缝隔开。对于增层部分上部结构的处理，采用横墙承降缝隔开。对于增层部分上部结构的处理，采用横墙承重，为减小作用在原基础上的荷载，增层部分墙体采用重，为减小作用在原基础上的荷载，增层部分墙体采用轻质材料。轻质材料。(5)使用效果使用效果 该增层改造工程于该增层改造工程于1996年年12月竣工，经过多次观月竣工
29、，经过多次观测，增层部分的基础沉降量，增层部分与扩建部分的差测，增层部分的基础沉降量，增层部分与扩建部分的差异沉降量均较小，使用情况良好。异沉降量均较小，使用情况良好。298.3.2 8.3.2 改变荷载传递增层法的设计改变荷载传递增层法的设计 1设计要求设计要求 o对增层后地基基础、承重结构及其构件进行承载力和正对增层后地基基础、承重结构及其构件进行承载力和正常使用极限状态的验算；常使用极限状态的验算；o采取可靠的连接措施保证新增层结构与原结构的协同工采取可靠的连接措施保证新增层结构与原结构的协同工作。作。o增层房屋地基的承载力在设计时可适当提高。增层房屋地基的承载力在设计时可适当提高。对新
30、增承重墙，对新增承重墙，3 3=0.850.90；对原非承重墙改；对原非承重墙改为承重墙，为承重墙，3 3=1.1=1.1。kkff03 原屋面板作为增层后的楼面板时，应验算其承载原屋面板作为增层后的楼面板时，应验算其承载力和挠度；原房屋与增层房屋高差或荷载差异不宜过大；力和挠度；原房屋与增层房屋高差或荷载差异不宜过大；门窗洞宜上下对齐；女儿墙应拆除，不得作为加层房屋门窗洞宜上下对齐；女儿墙应拆除，不得作为加层房屋的墙体。对于抗震设防区的增层房屋，增层前、后均应的墙体。对于抗震设防区的增层房屋，增层前、后均应进行抗震验算。进行抗震验算。2改变荷载传递途径的方法改变荷载传递途径的方法 1)将原房
31、屋的非承重墙改为增层后的承重墙。将原房屋的非承重墙改为增层后的承重墙。2)增设新承重墙或柱。增设新承重墙或柱。3)抗震设防区的房屋增层，对原房屋和加层后的房屋抗震设防区的房屋增层，对原房屋和加层后的房屋均应按国家标准均应按国家标准建筑抗震设计规范进行抗震设计。增建筑抗震设计规范进行抗震设计。增层后的总高度和层数、高宽比、抗震横墙间距、局部尺层后的总高度和层数、高宽比、抗震横墙间距、局部尺寸限值、构造柱和圈梁的设置均应符合寸限值、构造柱和圈梁的设置均应符合建筑抗震设计建筑抗震设计规范规范规定，当不满足要求时，应进行加固设计。规定，当不满足要求时，应进行加固设计。3构造要求构造要求 1)新增设承重
32、墙上的圈梁与原墙体上的圈梁宜采用刚新增设承重墙上的圈梁与原墙体上的圈梁宜采用刚性连接。圈梁主筋与连接钢筋的焊接长度应性连接。圈梁主筋与连接钢筋的焊接长度应10d。1.新增圈梁2.原圈梁3.连接钢筋 2)新增设的横墙，应沿竖向连续贯通，其穿过楼面的新增设的横墙，应沿竖向连续贯通，其穿过楼面的作法见图。当新增设横墙穿过空心楼板时，应每隔作法见图。当新增设横墙穿过空心楼板时，应每隔500mm局部凿孔并灌注局部凿孔并灌注C20细石混凝土，且应保证新细石混凝土，且应保证新灌混凝土均匀、密实。灌混凝土均匀、密实。3)对于承载力或高厚比验算不满足现行规范要求的墙体，对于承载力或高厚比验算不满足现行规范要求的
33、墙体，应增设壁柱，或加大墙体截面。应增设壁柱，或加大墙体截面。4)在抗震设防区，新增设的构造柱应穿过原楼板，沿在抗震设防区，新增设的构造柱应穿过原楼板，沿竖向连续贯通设置；原结构体系改变为内框架且纵向窗竖向连续贯通设置；原结构体系改变为内框架且纵向窗间墙宽度小于间墙宽度小于1.5m时，应在窗间墙处增设钢筋混凝土时，应在窗间墙处增设钢筋混凝土构造柱；房屋增层时，新增承重墙体与原墙体交接处应构造柱；房屋增层时，新增承重墙体与原墙体交接处应连接可靠。连接可靠。348.3.3 8.3.3 外套框架结构增层法设计外套框架结构增层法设计 方案：方案：一是底层较高的多层框架，各层框架梁只承受一是底层较高的多
34、层框架，各层框架梁只承受本层的荷载；二是单层单跨的门式刚架，在门式刚本层的荷载；二是单层单跨的门式刚架，在门式刚架上砌多层砖房，其框架梁通常截面较高大。架上砌多层砖房，其框架梁通常截面较高大。地震区作外套框架结构增层设计，要进行地震区作外套框架结构增层设计，要进行抗震抗震计算计算，要有，要有可靠的构造措施可靠的构造措施，以保证建筑物的整体，以保证建筑物的整体性。可在底层增加钢筋混凝土剪力墙，或改底层纯性。可在底层增加钢筋混凝土剪力墙，或改底层纯框架结构为框剪结构，外套框架的第一层楼板必须框架结构为框剪结构，外套框架的第一层楼板必须现浇，基础也必须采用桩基础。现浇，基础也必须采用桩基础。1设计基
35、本要求设计基本要求1)为了防止竖向刚度突变，形成薄弱底层，外套结构为了防止竖向刚度突变，形成薄弱底层，外套结构应有合理的刚度和承载力分布。抗震设防区不宜采应有合理的刚度和承载力分布。抗震设防区不宜采用无筋混凝土剪力墙的外套结构体系。用无筋混凝土剪力墙的外套结构体系。2)对于外套框架增层后属高层建筑的应按对于外套框架增层后属高层建筑的应按高层建筑高层建筑混凝土结构技术规程混凝土结构技术规程进行设计。进行设计。3)外套框架结构房屋总高度和总层数不宜超过表外套框架结构房屋总高度和总层数不宜超过表8.5的规定。的规定。4)外套框架结构底层层高，不宜超过表外套框架结构底层层高，不宜超过表8.6的规定。的
36、规定。5)外套结构应与原有房屋完全脱开，其水平净空距离外套结构应与原有房屋完全脱开，其水平净空距离应满足抗震及增层施工的要求，与原有房屋屋盖间应满足抗震及增层施工的要求，与原有房屋屋盖间的竖向净空距离应满足外套结构沉降的要求。的竖向净空距离应满足外套结构沉降的要求。6)外套结构基础应与原房屋基础分开，应优先选用在外套结构基础应与原房屋基础分开，应优先选用在施工中无振动的桩基施工中无振动的桩基(如钻孔灌注桩、人工挖孔桩、静如钻孔灌注桩、人工挖孔桩、静压预制钢筋混凝土桩等压预制钢筋混凝土桩等)，桩的承载力宜通过试验确定。，桩的承载力宜通过试验确定。若外套结构荷载较小且为若外套结构荷载较小且为I、I
37、I类场地时，亦可采用天类场地时，亦可采用天然地基，但应采取措施，防止对原有房屋基础及相邻然地基，但应采取措施，防止对原有房屋基础及相邻建筑产生不利影响。建筑产生不利影响。7)外套结构底层钢筋混凝土梁、板、柱、墙混凝土强外套结构底层钢筋混凝土梁、板、柱、墙混凝土强度等级不应小于度等级不应小于C25。2.外套结构增层常用结构体系外套结构增层常用结构体系2.外套结构增层常用结构体系外套结构增层常用结构体系(1)长腿柱外套框架长腿柱外套框架 外套框架与既有建筑物完全脱开，底层柱很高，中间无外套框架与既有建筑物完全脱开，底层柱很高，中间无水平支点，也称为分离式外套框架。有以下几种形式：水平支点，也称为分
38、离式外套框架。有以下几种形式：1)内柱不落地外套框架。内柱不落地外套框架。将外套框架底层作为大跨度，而将外套框架底层作为大跨度，而在其上部各层加内柱。优点是可减少外套框架上部各层梁在其上部各层加内柱。优点是可减少外套框架上部各层梁的跨度和高度，降低层高。缺点是上部刚度大，底层与二的跨度和高度，降低层高。缺点是上部刚度大，底层与二层刚度突变。层刚度突变。2)外套组合网架楼盖钢筋混凝土柱。外套组合网架楼盖钢筋混凝土柱。能充分发挥钢材和混能充分发挥钢材和混凝土两种材料的各自优势，使承重结构与围护功能合二为凝土两种材料的各自优势，使承重结构与围护功能合二为一。具有跨度大、重量轻、综合经济指标好等特点。
39、一。具有跨度大、重量轻、综合经济指标好等特点。内柱不落地外套框架内柱不落地外套框架 3)外套多层带斜杆空腹桁架。外套多层带斜杆空腹桁架。减少了外套框架结构上部各减少了外套框架结构上部各层梁、柱断面，同时节省工料费用，从而达到在不破坏原层梁、柱断面，同时节省工料费用，从而达到在不破坏原结构的情况下，解决大进深房屋增层的结构设计问题。结构的情况下，解决大进深房屋增层的结构设计问题。外套多层带斜杆空腹桁架外套多层带斜杆空腹桁架2.外套结构增层常用结构体系外套结构增层常用结构体系(2)短腿柱型外套框架短腿柱型外套框架 外套框架与既有建筑物连在一起，在外套框架的第一外套框架与既有建筑物连在一起，在外套框
40、架的第一层柱的中间设置水平支点。减少了外套框架底层柱的计算层柱的中间设置水平支点。减少了外套框架底层柱的计算长度，结合对旧房功能的改造，采用设拉杆、设纵横连系长度，结合对旧房功能的改造，采用设拉杆、设纵横连系梁等方式增加外套框架柱在纵横两个方向的刚度。可采用梁等方式增加外套框架柱在纵横两个方向的刚度。可采用的做法：的做法：1)外套框架与旧房砖墙相连。外套框架与旧房砖墙相连。在每层楼板标高处在每层楼板标高处(外套框架外套框架上上)加纵梁，将原有建筑箍住，用膨胀螺栓或其他措施将旧加纵梁，将原有建筑箍住，用膨胀螺栓或其他措施将旧房的墙与外套框架柱连在一起。优点是减小了外套框架底房的墙与外套框架柱连在
41、一起。优点是减小了外套框架底层柱的计算长度。缺点是外套框架与旧房砖墙连在一起，层柱的计算长度。缺点是外套框架与旧房砖墙连在一起，受力不明确，无明确的计算简图。受力不明确，无明确的计算简图。2)加拉杆式外套框架。加拉杆式外套框架。通过在外套框架底层柱与旧房各层通过在外套框架底层柱与旧房各层楼板标高处增设贯通房屋全宽的钢拉杆，利用拉杆将框架楼板标高处增设贯通房屋全宽的钢拉杆，利用拉杆将框架柱与旧房紧紧连在一起。柱与旧房紧紧连在一起。3)壁箍式外套框架。壁箍式外套框架。将框架立柱全部布置在原建筑物的外将框架立柱全部布置在原建筑物的外侧侧(紧贴外墙边紧贴外墙边)，进深方向为横向框架。与普通平面框架，进
42、深方向为横向框架。与普通平面框架相同，沿外墙边线的每层楼板标高处设横梁与各排立柱相相同，沿外墙边线的每层楼板标高处设横梁与各排立柱相连，组成纵向外框，不同的是把外框横梁改为薄腹梁，梁连，组成纵向外框，不同的是把外框横梁改为薄腹梁，梁高为自下层窗楣至本层窗台的高度，梁宽约高为自下层窗楣至本层窗台的高度，梁宽约12cm，紧贴，紧贴原建筑外壁浇筑，近似于壁式框架。原建筑外壁浇筑，近似于壁式框架。4)外扩连接式或增设剪力墙。外扩连接式或增设剪力墙。具有短腿柱外套框架的优点，具有短腿柱外套框架的优点，同时可避免短腿柱外套框架的底层框架柱与旧房联结支点同时可避免短腿柱外套框架的底层框架柱与旧房联结支点破坏
43、，而导致整个增层建筑破坏的严重后果。破坏，而导致整个增层建筑破坏的严重后果。【例【例8.38.3】东风公司某住宅楼增层改造东风公司某住宅楼增层改造1.工程概况工程概况 公司分厂一幢公司分厂一幢70年代建造的住宅楼，为两层单元式住年代建造的住宅楼，为两层单元式住宅，一梯两户，五个单元共二十户，每户建筑面积宅，一梯两户，五个单元共二十户，每户建筑面积43.1m2。受当时条件的限制，设计标准很低，楼层共用厕所，独立受当时条件的限制，设计标准很低，楼层共用厕所，独立厨房，无阳台，楼板、屋面板均为槽形板。屋面为无组织厨房，无阳台，楼板、屋面板均为槽形板。屋面为无组织排水，外墙为手工制红砖墙。排水，外墙为
44、手工制红砖墙。平面图平面图立面图立面图 原设计为纵墙承重，墙厚原设计为纵墙承重，墙厚240mm，浆砌毛石条形基础，浆砌毛石条形基础，埋深为埋深为800mm，基底宽度，基底宽度500mm，地基承载力，地基承载力=150kPa，持力层为亚黏土，建设单位提出在其上增加三层，以解决持力层为亚黏土，建设单位提出在其上增加三层，以解决30户青年职工的过渡性住房，并要求在不搬迁原有住户的前提户青年职工的过渡性住房，并要求在不搬迁原有住户的前提下完成增层改造下完成增层改造。2.增层改建方案的确定增层改建方案的确定 通过分析计算，如采用直接增层法增层，由于地基承载通过分析计算，如采用直接增层法增层，由于地基承载
45、力不足只能增加一层。若改造地基，加大基础底面积的办力不足只能增加一层。若改造地基，加大基础底面积的办法，会对底层住户产生影响。因此确定采用外套框架方案，法，会对底层住户产生影响。因此确定采用外套框架方案，使增加的上部结构荷载通过框架柱，直接传到新的基础和使增加的上部结构荷载通过框架柱，直接传到新的基础和地基土上。地基土上。分户墙和外墙均采用分户墙和外墙均采用240mm厚砖填充墙，其他内墙厚砖填充墙，其他内墙用用120mm厚砖填充墙，每户新增一阳台，原二层住户也厚砖填充墙，每户新增一阳台，原二层住户也增设阳台。为了不影响原住户的工作和生活，原屋面仅拆增设阳台。为了不影响原住户的工作和生活，原屋面
46、仅拆除架空层，另外加三层楼面板，采用除架空层，另外加三层楼面板，采用120mm厚预应力圆厚预应力圆孔板。孔板。平面图平面图平面图平面图立面图立面图3.设计计算设计计算(1)取横向框架为设计计算单元，计算简图如图所示。取横向框架为设计计算单元，计算简图如图所示。P6P1M4ABM4P3P2P2CP2M2M2M2M3P4q1q1P4P7M6DV1M5P7V2q1P4q2P5M5P7V2M6P8V33.设计计算设计计算(2)原房屋横墙计算原房屋横墙计算 3.设计计算设计计算(3)条形基础下地基承载能力验算条形基础下地基承载能力验算基础底面上压力设计值基础底面上压力设计值P必须满足：必须满足：fhPP
47、2.104.评价分析评价分析 住宅增层采用外套框架结构时，其最大的优越性在于住宅增层采用外套框架结构时，其最大的优越性在于横向跨度不大，因此，框架梁的截面也不必做得很大。横向跨度不大，因此，框架梁的截面也不必做得很大。合理的增层层数。在可能的情况下，最好能一次增至合理的增层层数。在可能的情况下，最好能一次增至七八层，充分利用外套框架柱下桩基的承载力，降低增七八层，充分利用外套框架柱下桩基的承载力，降低增层建筑物的单位工程造价。层建筑物的单位工程造价。528.3.4 8.3.4 既有房屋增层抗震设计既有房屋增层抗震设计 传统的抗震设计方法传统的抗震设计方法以以“抗抗”为主，即通过加大为主，即通过
48、加大结构断面，增加配筋来抵抗地震。结构断面，增加配筋来抵抗地震。三方面不足：三方面不足：结构断面越大，刚度就越大，地结构断面越大，刚度就越大，地震作用力也就越大，随之带来所需断面及配筋也就越震作用力也就越大，随之带来所需断面及配筋也就越大。大大增加了抗震所需的工程费用。大。大大增加了抗震所需的工程费用。以既定的以既定的“设防烈度设防烈度”作为设计依据，由于地震发生的随机性，作为设计依据，由于地震发生的随机性，当发生突发性超烈度地震时，增层建筑物就有可能遭当发生突发性超烈度地震时，增层建筑物就有可能遭受严重破坏和倒塌受严重破坏和倒塌。允许结构物在地震中出现一允许结构物在地震中出现一定程度的损坏，
49、但它无法保证内部装饰与重要设备不定程度的损坏，但它无法保证内部装饰与重要设备不受损害。受损害。1.采用采用TMD减震控制体系减震控制体系 TMD（调谐质量阻尼器）减震控制体系是（调谐质量阻尼器）减震控制体系是运用反共振运用反共振原理，把具有一定质量和较大阻尼的隔震支座设计成动力原理，把具有一定质量和较大阻尼的隔震支座设计成动力吸震器吸震器。地震时，增层部分对下部结构产生作用，。地震时，增层部分对下部结构产生作用，减震控减震控制体系制体系使结构在地震作用下的阻尼增大，耗能能力大大提使结构在地震作用下的阻尼增大，耗能能力大大提高，地震反应减小，从而使结构的抗震能力得到提高。高，地震反应减小，从而使
50、结构的抗震能力得到提高。TMD控制体系的做法：在原结构的屋顶上设置控制体系的做法：在原结构的屋顶上设置隔震层隔震层，并在隔震层上浇筑钢筋混凝土墙梁然后再施工增层结构，并在隔震层上浇筑钢筋混凝土墙梁然后再施工增层结构，利用增层结构的质量与隔震层组成质量阻尼系统。利用增层结构的质量与隔震层组成质量阻尼系统。隔震层隔震层常用由橡胶和夹层钢板叠合而成的橡胶垫。常用由橡胶和夹层钢板叠合而成的橡胶垫。2.新旧结构协同减震新旧结构协同减震 新旧结构间采用耗能减震元件进行连接而构成协同减新旧结构间采用耗能减震元件进行连接而构成协同减震结构震结构(如图如图)，这种方案是采用耗能减震元件连接，通过，这种方案是采用
