花园洋房的结构加固案例分析

花园洋房的结构加固案例分析

杨 奕

（上海建科工程改造技术有限公司，上海 200032）

摘 要：文章结合上海某花园洋房结构加固实例，较全面地讨论了近代砖木结构在加固改造设计中应考虑的关键问题，包括墙体加固、基础加固、木楼板加固、混凝土构件加固等，并提出了有效的加固措施，供砖木结构的加固改造人员参考。关键词：花园洋房；结构；加固

中图分类号：TU746.3 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）02-0218-03

有着上百年历史的里弄，散落在上

楼为四层）砖、木、砼混合结构。经勘

海的各处地方，遍布城市的各个角落，察，南立面为水刷石墙面，其余立面为成为了上海独特的城市风景。它融合了砂浆抹灰外墙饰面，内墙面为柴泥纸筋东方和西方文化的精神，自成一体，独灰粉刷。主楼房间楼面基本为长条硬木树一帜。上海新式里弄是民国时期在石地板，平顶为泥墁板条吊顶；辅楼地面库门住宅基础上改良发展而来的。上海为水磨石、红缸砖等。根据使用功能分新式里弄建筑空间形态由封闭转向开放，文南北两部分，南侧主楼部分为主要功平面空间更为多样化，可较自由地进行能区，有客厅、卧室、主卫等，共三层（带布置。为了适应经济比较富裕的社会阶三层阁楼），平瓦双坡屋面；北侧辅楼层，设计更注重使用功能需要，很少采主要功能为厨房、亭子间等，共四层，用中国传统装饰而是更多的模仿西方样混凝土平屋面（晒台）；南北衔接区域式。新式里弄从石库门里弄衍生而来，由木楼梯和天井组成。一层平面图如图继承了石库门的一些传统做法，如正屋1所示，剖面如图2所示。与辅屋的层高差、封闭或开口的后天井1.2 结构概况

等。新式里弄大多为三层，少数为两层，该花园式住宅为砖、木、砼混合结也有假三层和假四层，建筑材料大量采构，竖向主要由纵横墙体承重。主楼区用钢筋混凝土构件、砖墙承重。同时选域为木结构楼盖，卫生间、阳台为混凝用洋松和柳桉等优质木材进行装修。新土结构，横墙支檩木结构双坡屋盖，平式里弄住宅在1924～1938年我国经济发瓦屋面；辅楼为现浇混凝土楼、屋盖。展较为迅速的时期达到了高峰。30年代房屋一层设有地垄架空层，地垄墙上搁以后，在新式里弄的基础上，又进一步演置桁条，上铺木地板。房屋基础为砌体变发展成为花园洋房住宅，它由长条式变大放脚基础。房屋建造年代久远，建筑成了半独立式，更加注重建筑间的绿化环结构普遍老化；辅楼混凝土屋盖、主楼境，室内布局和外观接近独立或私人住宅，卫生间楼板等混凝土构件严重铁胀，辅其风格多为西班牙式、现代式。楼四层木楼梯局部严重腐朽，为危险点；1 工程概况

主楼一层地垄架空层多处塌陷，承重墙体存在多处明显开裂现象，屋面木桁条1.1 建筑概况

存在下挠变形现象，且变形验算结果亦该花园洋房于1933年竣工，三层（辅

不满足要求，上述部位存在安全隐患。

图1 房屋一层平面图

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根据该房屋的检测报告，砌筑砖抗压强度推定等级为MU10，砌筑砂浆抗压强度推定值为0.6MPa；混凝土强度较低，经龄期折减后，混凝土强度＜10MPa。2 加固设计

经地质勘探，抗震设防烈度为7度，第三组，特征周期为0.9s，设防类别为丙类，场地类别为Ⅳ类。根据该房屋的检测报告，砌筑砖抗压强度推定等级为MU10，砌筑砂浆抗压强度推定值为0.6MPa；混凝土强度推定値为10MPa。采用盈建科软件进行抗震验算，经计算分析，该房屋的局部墙体受压承载力不能满足要求，底层承载力不足的墙体大约为墙体总量的50%，少数墙体的抗震承载力不满足要求。原结构未设置构造柱和圈梁，不满足抗震构造要求。2.1 墙体加固

（1）墙体承载力加固。本次针对抗压承载力不足的墙体采用双面钢筋网水泥砂浆面层加固的方法。钢筋网采用点焊方格钢筋网片，网片中竖向受力钢筋为8@250；水平分布钢筋为6@250；钢筋网与墙体的固定，双面加固时采用S形6钢筋以钻孔穿墙对拉，单面墙加固时采用6钢筋锚入墙内，间距为500mm，并成梅花状布置。钢筋网水泥砂浆面层为40mm厚，强度等级≥M10。抹水泥砂浆时，应先在墙面刷水泥浆一道再分层抹灰，且每层厚度不应超过15mm。将墙体加固参数输入模型进行验算，墙体抗压承载力满足要求，墙体抗震承载力也满足要求。

针对墙体的抗震构造不满足规范要求的情况，将墙体的竖向钢筋靠墙面采用钢筋头支起，连续贯通穿过楼板。在楼板处采用集中配筋方式穿过，钢筋规格为12@600，上下搭接各40d，端部焊6横筋两道，以便与钢筋网扎结。钢筋网的横向钢筋遇到门洞口时，宜将两侧的横向钢筋沿洞口弯成90°的直钩以锚固，并在洞口钢筋网折角处设置加固竖筋。

（2）墙体开洞加固。本次花园洋房将改造成办公楼，为了满足整改后的建筑装修需求，需要封堵局部门洞，以及另在砖墙上开门洞。

凡需封堵墙体门洞者，均采用挖镶法砌填墙体，以保证新老砌体结合成整体。

墙体开设门洞，当洞口尺寸≤1200mm时，采用钢框加固法，门洞顶部用2根18的工字钢作为门洞的过梁，在门洞顶部

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之间空隙用钢楔填实，间距≤250mm。原墙体的连接，在洞口上方设置混凝土门洞两边的墙体用角钢和缀板当构造柱门框梁，洞口下方凿除相应洞口处的大加以固定，如图3所示。当洞口尺寸＞放脚基础，重新浇筑混凝土基础梁，使1.2m时，在洞口边做钢筋混凝土门框，洞口四周梁柱形成整体混凝土门框，加洞口两边分别做300mm×300mm的混凝土强此处的开洞墙体承载力，如图4所示。构造柱，按框架柱配筋，并每隔500mm2.2 基础加固

设置混凝土销键，加强混凝土构造柱与

根据检测报告评估，在正常使用荷

图2 房屋剖面图

图4 门洞＞1200mm的混凝土门架加固法

图3 门洞≤1200mm的钢框架加固法

【施测鉴工】

载下，地基承载力基本满足要求。但是由于墙体采用双面钢筋网片加固，墙体竖向荷载增加，需要将相应的基础做加大基础底面积的加固处理。鉴于该房屋的基础埋深较浅，采用钢筋混凝土套扩大基础底面积，为了保证新、旧基础连接牢固和变形协调，在混凝土围套中加入12@600钢筋连接新老基础，如图5所示。

（1）混凝土楼板、梁的加固。当损伤楼板的混凝土表面酥松、剥落较深、

图5 基础混凝土围套加固法

开裂、局部露筋，且损伤区域为独立一块。采用碳纤维加固法：凿除表层酥松的混凝土直至露出坚硬的基面、钢筋除锈、凿嵌裂缝、清理、清洗混凝土表层，涂刷界面剂，采用聚合物砂浆进行修复，在受损楼板范围内，板底粘贴一层200mm宽，间距200mm的碳纤维布。当损伤楼板的混凝土表面酥松、剥落较深、开裂、露筋面积较大或全部漏筋。采用置换混凝土的方法：全部凿除楼板受损位置的混凝土，支模、重新浇筑水泥基灌浆料。

当损伤的混凝土梁保护层脱落，钢筋有明显的锈蚀情况，应采用碳纤维加固法：局部凿除原损伤的混凝土保护层直至需要处理的钢筋；对钢筋进行除锈处理，涂刷钢筋阻锈剂和高性能界面剂一道；再粉刷聚合物砂浆，将混凝土梁恢复至原尺寸；待聚合物砂浆硬化，达到设计强度后，再粘贴碳纤维布。对于梁下的墙体裂缝，先用压力灌浆补强加固，再在梁端部下方新增混凝土垫块，在新增垫块前做好梁的支撑措施。

（2）木楼板的加固。木楼板的加固需遵循“修旧如旧”的原则，使花园式洋房能有原来的独特风格。又因为木楼板本身重量很小，若置换成其他结构构件，会增加自重，造成墙体和基础受荷变大，所以木楼板的加固主要分为木地板的修复和木搁栅的修理。

因大部分木地板已磨损或松动，本次修理采用以旧换新的方法，拆除旧地板，铺设新地板。在拆除旧地板的过程中，应检查木搁栅的损坏情况，如有损坏应进行修理。①针对端部的修理：木搁栅在支撑点易产生腐朽、蛀蚀等损坏，根据损坏范围和程度，采用修补和接头子两种方法：一种方法是修补梁头，如腐朽损坏在梁头两侧，其深度不超过梁宽的1/2时，斩除腐朽部分，用木材镶平钉合；如损坏在梁的上下侧，深度不大于梁高的1/3时，将下（下转第229页）

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负荷分析，当单体建筑内发生火灾时，消防负荷只需统计筑物内应急照明系统、消防电梯、消防水泵、相邻两个最大的防火分区排烟风机、正压风机、补风风机、消防控制室、变电所、柴油发电机房的容量。

依据上述消防负荷的计算原则，计算本项目发生火灾时投入运行的消防负荷容量，具体计算结果如表1所示。依据《民规》第6.1.2条第2款及条文说明式6-1、6-3、6-4计算应急柴油发电机组的最大容量。

（1）按稳定负荷选择发电机容量。SC1=（α×P∑）/（η∑×cosφ） =（1×802）/（0.8×0.85） =1179.4KVA （1）（2）按最大的单台电动机启动的需要计算发电机容量，本工程最大的一台电动机是消防喷淋泵，其功率为75kW，启动方式为星三角启动。

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=1245kVA （2）（3）按启动电动机时母线容许电压降计算发电机容量：

SC3=PnKCX\"d（1/△E-1）=75×7 ×0.67×0.25×（1/0.2-1） =357.8KVA （3）比较3.1～3.3计算结果，选择最大值1245KVA作为应急柴油发电机组容量，换算为有功功率如下:

Pe=（S×cosφ）/η∑=（1245 ×0.8）/0.85=1171.8kW （4）根据项目的地理气候条件就行校正，查《工业与民用供配电设计手册》第四版表17.6-3，海拔高度为1892.4m，环境温度为19.8℃，空气相对湿度为83%。依据《民规》条文说明表6-5得校正系数C=0.85,应急柴油发电机组有功功率为Pe=1378.6kW。根据校正结果，本工程选择1500kW增压型应急柴油发电机组。5 结束语

【施测鉴工】

的选择既要满足火灾时消防设备的使用需求，又不宜选择过大造成经济上的浪费。文章根据国家各专业相关规范分析了如何更合理的统计消防负荷的容量，并根据工程实例给出了应急柴油发电机组容量的选择计算，供各位电气同行参考。参考文献：

[1]中国航空规划设计研究院有限公司.工业与民用供配电设计手册[M].4版.北京:中国电力出版社,2016.

[2]GB 50016-2014,建筑设计防火规范[S].[3]JGJ 16-2008,民用建筑电气设计规范[S].[4]GB 50052-2009,供配电系统设计规范[S][5]GB 50974-2014,消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[6]GB 51251-2017,建筑防烟排烟系统技术标准[S].

[7]DGJ 08-2048-2016,民用建筑电气防火设计规程[S].

[8]GB 50116-2013,火灾自动报警系统设计规范[S].

=

应急柴发电机组是保障建筑发生火灾时消防负荷供电的重要设备，其容量

（上接第219页）口斩成标准斜口，用硬木块垫高做平，不需加固。另一种方法是接换梁头子，如果梁两侧损坏深度大于梁宽的1/2或梁上下侧损坏深度大于梁高的1/3，必须另行接换梁头。接换梁头时，应先将木梁临时支撑，然后锯去其损坏部分。本设计采用托接方法，木梁用槽钢托在下面加固，并用螺栓及垫板固定，如图6所示。对木搁栅或木大料端头出现开裂损坏，采用钢箍绑扎的方法进行加固，如图7所示。②针对跨中的处理：凡木搁栅断面腐朽、严重开裂者，采用更换或增设钢构件的方法进行加固。凡木搁栅跨中挠度较大者，采用两根木搁栅之间增加一根型钢搁栅的方法进行加固，以减小原有搁栅的荷载，增加楼板的刚度。凡木搁栅表面腐烂或裂缝程度较轻者，采用钢夹板绑夹原木搁栅损坏部分的方法进行加固，如图8所示。3 总结

该花园洋房房屋加固改造工程基本竣工，通过此次的加固改造工程，总结出了结构改造的设计要点，为此类房屋的改造工程提出了一些经验。

（1）在砖木结构加固设计前，结合检测报告的结论进行详细的计算、复核和鉴定，再制定相应的加固方案。

（2）对于年代久远的砌体承重墙，

图8 木搁栅绑夹加固

图6 木搁栅托接加固

凝土钢筋网片能有效的提高砌体墙的受压和抗震承载力。

（3）对于损伤的混凝土楼板，若承载力和挠度已经不能正常使用要求，应采取整体置换的方法，并注意新旧结构的可靠连接。

（4）对于木楼板的加固，遵循“修旧如旧”的原则，损坏较轻的可按原状修复，损坏腐蚀较为严重的需重新置换。

（5）在加固过程中，需考虑新老结构的连接，共同作用，保证加固后的传力可靠。参考文献：

[1]王富臣,莫天伟.空间品质城市精神[J]新建筑保护与更新,2001(10):56.

[2]张伟斌,禹永哲.南京某近代木结构加固与改造设计[J].建筑结构,2007(7):26.

图7 木搁栅端部加固

承载力已经不能满足要求，在建筑外观允许的前提下，在墙体双面增加钢筋混

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