浅谈砖混结构扩建结合方法
周健祥
广东粤建设计研究院有限公司佛山分公司
摘要：本文通过对某学校教学楼扩建工程设计进行分析，确定一种经济可行的砖混结构扩建方法，进而为同类工程设计提供了借鉴。
关键词：砖混结构 框架结构 基础
前言
20世纪80、90年代初期，由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等优点我国很多住宅、学校或是办公楼都是以砖混结构为主。砖混结构：是指房屋主要承重结构为砖砌墙体。楼板、过梁、楼梯、阳台、挑檐等构件由钢筋混凝土浇制（或预制）建造的房屋。
近年来，随着时代的发展和建筑技术的提高，框架结构得到飞速发展。框架结构又叫现浇结构：即由钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，组成骨架，再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材或砖作隔墙分户装配而成的建筑。
然而，在90年代，由于社会经济的腾飞和建筑规范的更新，原有的砖混结构建筑在使用空间和使用功能方面，远远达不到现今使用需要和规定要求。因此出现了一些建筑物扩大工程。本文通过对一个学校教学楼的扩建楼梯工程的分析，浅谈一下砖混结构扩建方法。
1.工程概况
广州市某中学原教学楼为5层砖混结构，平面呈长方型，长28m，宽9m，建筑高度为17.5m，但是只有中部一个楼梯。《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）5.3.1条规定： 民用建筑的安全出口应分散布置，每个防火分区、一个防火分区的每个楼层，其相邻2个安全出口最近边缘之间的水平距离不应小于5m。原本教学楼一个楼梯远不能达到疏通作用和建筑防火要求，需要进行改造。
2.结构造型
对该旧楼的改造可以采用全部拆除重建或者只是扩建一个楼梯间的方法。重建方案的优点是可以灵活选择重建工程的建筑方案，以满足建筑使用和规范的要求，但是重建建筑物需要规划部门审批，有关手续烦琐，同时施工过程又不影响周边楼房的地基，以免造成结构的不安全。因此，在规划部门允许的前提下，选用在教学楼旁扩建一座楼梯的方法。扩建楼梯属整体改造方案，其优点是既有建筑物修缮维护，又可以不改变原建筑物的场地和结构，还可以节约土地和社会资源，减小投资，不直接影响原建筑正常使用等。
扩建楼梯有三种方案：扩建钢结构楼梯，扩建砖混结构楼梯和扩建框架结构楼梯。由于钢结构楼梯造价高，而且钢楼梯与原砖混建筑在立面上不同，所以不被采用；另外，砖混结构施工不便、抗震性差，因而也不被采用。所以最终采用扩建框架混凝土结构楼梯的方案。由于学校场地有限，框架结构必须与原教学楼近贴而建。
3.设计要点
3.1上部结构计算：
现在教学楼西侧扩建一座框架结构楼梯间。，四根砼柱截面均采用300×400mm2。柱边悬挑出2.5m宽平台与原教学楼外走廊相接，相接部位设70mm宽抗震缝。楼板恒载取1.5KN/m2（不包括板自重），活载取3.5KN/m2（考虑人流可能密集时）。设计参数抗震等级为三级；基本风压0.5 KN/m2；周期折减系数为0.9。
通过SATWE计算本结构，主要计算结果数据如下：1.最大轴压比为0.74；2.弹性层间位移角限值θe=1/726≤1/550；振动第一周期为1.1028秒。构件截面和配筋均满足有关结构规范的要求。
3.2基础计算：
原教学楼为砖混结构，基础采用无筋扩展基础，下部设置了钢筋混凝土圈梁，圈梁截面为b×H0=900×300。场地地质根据原建筑的“地质勘察报告”，场地抗震设防烈度为7级区范围内，设计基本地震加速度值为0.10g，地基土的组成为：1.人工填土层，层厚为0.6m；2.坡积层粉质粘土，层厚1.00~5.00m，承载力特征值fk=180kPa；3.残积层，层厚1.00~5.00m，承载力特征值fk=200kPa，适合采用天然基础的浅基础。
扩建楼梯基础与旧基础采用相同基础埋深和相同的地基持力层-粉质粘土层，从而减少沉降差，避免不均匀沉降； A轴两个柱和B轴两个柱均采用双柱基础。同时，基础间用地梁连接，适当加强地梁，增加地下刚度，基础刚度越大,调整不均匀沉降的能力越大，能更近一步加强新旧建筑整体性，更好的防止基础不均匀沉降。
其中，双柱基础采用柱下条形基础，选用倒梁法计算。倒梁法是假定上部结构完全刚性,各柱间无沉降差异，将柱下条形基础视为以柱脚作为固定支座的倒置连续梁，以线性分布的基础净反力作为荷载，按多跨连续梁计算法求解内力的计算方法。
首先按正常条基算出基础梁和翼板的底面筋。由于2轴柱子与原有教学楼承重墙近贴，因此条形基础梁部分与原基础放脚重合，需在斜面另加钢筋抗剪。（见图1）
3.3基础构造处理：
近贴教学楼承重墙的两个柱子基础部分与无筋扩展基础采用非结构性连接的处理方法。基础梁与原无筋扩展基础连接大样详见图1：
（图1）
如图1所示，基础梁部分是嵌入原无筋扩展基础，而翼板在无筋扩展基础下面，向内嵌入100mm，但梁钢筋没有植入无筋扩展基础的。所以两个基础梁间只互相承受竖向力作用，并没有互相影响各自的抗震作用。新旧结构可以看作互相独立的抗震结构。
4.结语
上述工程是一个砖混结构与框架结构结合的典型例子。当场地条件允许下，两种结构应当分别各自独立承重和抗震。因为这两种结构的受力形式不尽相同。
差别最大的是抗震方式：砖混结构房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质，变形能力小，导致房屋的抗震性能较差；而框架结构可以通过加大梁、柱构件的刚度来抗震，抗震性能较好。所以，当两种结构出现在同一建筑里，应当尽量分开这两种形式的结构，利用悬挑构件来连接。
当这两种结构形式需要结合在一起时，必须考虑它们的抗震性能，利用框架结构加大基础部分和梁柱部分的刚度和强度，来弥补砖混结构的脆性性质。而且需要严格控制建筑物高度，不能超过的《建筑抗震设计规范》规定的“多层砌体房屋的总高度及层数”。
参考文献
[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）
[2]《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）
[3]《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）
[4] 朱光钧.多层住宅建筑设计与结构形式的选择——砖混结构与框架结构在多层住宅中应用的综合分析与比较 《电器工厂设计》2002
作者简介：周健祥(1981- ),男，2004年毕业于广东工业大学建设学院土木工程专业，助工，广州派思设计咨询有限公司，广东，广州，510310
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/d349cdbca1c7aa00b52acbaf.html
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