一、设计中应考虑的问题
1、调查研究加层的可能性
原有建筑是否存在加层的可能性,主要取决于地基基础的承载力和主要承重结构的强度,分析地基承载力可以增大的潜力,主要有三个原因:
(1)在建筑物长期荷载作用下,地基土的压缩固结使地基土的承载力得到提高(这在软土地基中尤为明显)。
(2)原有建筑物地基土承载力的利用程度(这在一般设计中,均采用偏于安全的结果。大多数情况下,地基承载力没有被充分合理的利用)。
(3)建筑物的地基计算中,在不同的年代采用了不同的标准。随着勘测、设计、施工水平的提高,地基的允许承载力得以提高。
因此,在调查过程中,应该搞清工程地质情况、土质类别。基础的类型,埋置深度,基础宽度。(对主要部位采用探坑,取土样确定)建筑设计施工年代及已经使用的年限等。以确定是否可以加层,加几层。
在地基基础验算中,当实际宽度比计算要求略小,(在10%左右)当地基情况比较好,且采用条形基础的建筑,可采用加强上部结构整体刚度的办法,来保证建筑物上部结构与基础共同工作,使其不出现或减少不均匀沉降(因为对于加层的房屋来讲,决定荷载增大的可能性的主要标准不是平均沉降),这样处理,比加固基础更经济实用。由于基础加固施工教困难,成本高,对于一般建筑物大规模的加固基础在经济上是不可取的。
2、砖混结构的承重方案处理
在对于原始资料调查分析基础上,应绘制出承重结构平面图,搞清承重结构形式、材料,根据调查结果,对原有房屋有关主要承重结构构件进行复核验算。对于砖混结构,在北方地区由于防寒保温要求,墙体做得较厚,一般为两砖或更厚些,这样对于承重墙来说,承载力多有富裕,而过去设计房屋中一大部分为横墙承重,对于加层中部分可改为纵墙承重,这样充分利用了原有纵墙及基础的承载能力,避免墙体超载,因为在加层中部分构件超载进行加固较容易,而墙体加固比较困难,而对个别梁、柱的加固比较方便、经济。
3、减轻荷载措施
为减轻上部荷载,在设计中尽量采用轻质材料。目前常用的材料有加气砼砌块、空心砌块、岩棉板、石膏板等,前一段时间,在一些旧房加层中多采用框架结构,虽然强度较高,但自重较大,结构刚度不好,不利于整体刚度的增加,造价也较高,所以在可能的条件下,采用轻质墙体材料砌体作为承重墙可能更好些。对屋面结构可采用加气砼板、轻钢屋架、拱板等结构形式,能有效地减轻自重,对屋面保温、防水也可以采用一些新型材料,这些都对减轻荷载有利。
另外,在设计中还可适当加大窗口尺寸,加大顶层房屋的开间来减轻荷载。在房间布置上,将荷载较大或有长期荷载作用的房间布置在下面,而将荷载较小,或只有短期荷载作用的房间布置在上面,这些做法对于加层工程都是有益的。
经过周密细致的调查分析,决定是否对原有建筑加层,只有对那些房屋使用年限不是太长,而加层过程中不需要繁杂加固的房屋,加层才是经济可行的。
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