砖混结构一层墙体无支承整体托换技术设计

71/781/9109L-2L-4L-1L-4Z-2Z-1Z-1通道地坪3.9005.9207.300Z-21/7891/910ACDZ-2Z-1Z-1Z-2Z-2Z-2Z-2Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1Z-2Z-2Z-2砖混结构一层墙体无支承整体托换技术设计摘要通过对某四层纵横墙承重砖混结构一层墙体的整体托换设计，成功建立了替代原有纵横墙承重新的结构体系，实现了建筑必须考虑的安全要求，经施工后取得了良好的效果，其成果对类似工程的改造具有重要的参考意义。关键词纵横墙承重结构托换THETECHNICALDESIGNOFMASONRYBUILDING’SONE-STORYWALLUNBEARINGWHOLEUNDERPINNINGZhaoJingjing1ChenShangjian12Huangcong1LiLiyuan1（1.SchoolofCivilEngineering,WuhanUniversityWuhan430072）（2．WuhanChangjiangReinforcementCo.,LtdWuhan430072）AbstractBasedonadesignofafour–storylongitudinalandcrosswallloadbearingmasonrybuilding’sone-storywallwholeunderpinning,newstructuralsystemissuccessfullyfoundedtoreplacetheoriginallongitudinalandcrosswall-bearingsystem,safetyrequirementwhichmustbeconsideredinbuildingisimplemented,goodeffectisgainafterexecutionofworksandit’sachievementhasasignificantreferencevaluetothesimilarproject.Keywordslongitudinalandcrosswallloadbearingstructureunderpinning1.工程概况湖北省荆州市某宾馆为砖混纵横墙混合承重结构。现因原建造没有考虑消防通道，不满足消防要求，要求将原建筑（7）——（10）轴间一、二层改造成消防通道。改造后宾馆如图1、图2所示。图中（7）——（10）轴间宽度为10800mm，一层高3900mm，二层高3400mm，三层高3300mm，四层高3600mm。本次改造拟将（7）——（10）轴间的一、二层之间的楼板拆除形成一个净宽5400mm，层高不低于5.00m的车道，以满足消防要求。托换在一、二层之间，原建筑三层以上仍保留纵横墙承重的受力状态。图1二层平面图图2楼层立面图（A-A）b0bb0h110140210044002.改造设计要求根据本次改造的特点，确定了下述计算的相关要求：1.本次改造在进行墙体整体托换后，新形成的内框架结构的承重能力不应低于原纵横墙的承载能力。2.原墙下采用刚性砖基础，现将线荷载改为集中荷载后，基础处理要满足强度要求。依据本工程改造设计要点的分析和进行类似工程改造的实践经验，在二层楼底有墙体的部位采取浇注混凝土梁，如图2所示，L-1、L-2、L-4为新增混凝土夹墙梁，通过增加柱Z-1、Z-2，这样就形成一个内框架结构。用柱子替代一、二层的承重内墙，获取较大空间，从而满足消防通道要求。3.整体托换设计根据改造要求，为保证砖墙与夹墙梁的共同作用，本设计采取增设穿墙拉筋与短梁的方式予以实现。这一设计也是本托换设计的关键。如图3所示新增梁L-1和砖墙形成了梁夹墙结构,砖墙宽b1=240mm,高h=750mm,梁L-1宽b0=200mm,高h=750mm。图4为砖墙所受荷载。对梁夹墙的设计可以采用两种方法。图3梁夹墙截面图图4砖墙荷载图图5代换截面图第一种是将墙所受荷载按1/2导给两边夹墙的梁，近似地设计两边夹墙梁，不考虑夹墙梁组合共同作用，由支座处抗剪来配置每米穿墙的拉结筋。第二种是将夹墙梁与砖墙看成一个整体进行计算，设混凝土的弹性模量为E0,砖为E1。设所有截面中所受剪力的最大值为Vmax,此截面上受剪力作用，在两种不同材料的截面上需满足连续条件即剪应变是相等的，连续的，类似于平截面假定。然后根据两种材料的等强代换得：（设长度为1，宽度为b1,b´为代换相应截面得宽度）111bb混凝土砖(3-1)式中砖——砖墙剪应力混凝土——混凝土剪应力混凝土砖混凝土砖GG(3-2)式中砖G——砖墙剪切模量混凝土G——混凝土剪切模量因为砖与混凝土泊松比基本相等,所以由（3-2）推得：混凝土砖混凝土砖混凝土砖＝＝EEGG(3-3)由公式（3-1）（3-3）推得：1bEEb混凝土砖（砖墙换算为混凝土后相应截面的宽度）最终该构件经过折算可以看成由三个相同材料的梁粘合而成的一个整体梁，如图5所示。)2(1203bbhI最终推得C截面的剪切力为bbhVbhbbhhhVbItVS02003022321242(3-4)将荷载及截面尺寸带入公式（3-4）算得穿墙拉结筋需每米长度配4根直径为14mm的HRB335钢筋。经过综合比较，认为第二种方法更符合实际受力情况，决定采用第二种。原基础为砖基础，其埋深为-1.9m本身具有一定的刚度，但完全利用原有基础刚度和强度还是不够的。为此，经验算后，采用在原基础上增加十字交叉条形基础梁来承受柱子传来的荷载，并开挖原砖基础的两边，浇注混凝土如图6所示。通过新设的十字交叉条形基础梁提高基础的抗冲剪能力以及增大了基础承压面积。在新增加的荷载下，经核算现有基础底面积满足设计要求。图6地基改造图4.结语经过认真分析和详细的计算，本工程已经于2005年7月底顺利完成，从完成工程和效果看均达到了安全可靠，施工简便，造价经济合理的预期目标。但就与本结构改造类似的工程而言，设计和施工工程中尚应注意以下几点：（1）设计前应仔细探查现有结构的材料强度，准确分析现有结构的受力状态和荷载大小。（2）施工工程应严格按照先加固，后拆除的工序进行。（3）设计过程中，应以构件产生的变形和承载能力作为控制条件进行结构计算和分析。参考文献1混凝土结构设计规范（GB50010-2002）2混凝土结构加固技术规范(CECS25:90)原砖基础凝土基础混原新浇混凝土基础通道地新新浇梁3000Φ6@1502Φ18500Z-11122