1、    既有建筑輕鋼增層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用    洪亞運 于文杰摘要：鋼結(jié)構(gòu)加層是目前逐步被推廣的一種房屋增層與改造形式，在技術(shù)、經(jīng)濟以及安全性等方面較混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點。本文介紹了輕鋼增層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展優(yōu)勢，并對既有建筑輕鋼增層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用提出了自己的看法。關(guān)鍵詞：既有建筑 加層改造抗震性能 計算模型existing buildings with light steel structure design and applicationabstract: layer for steel structure is now gradually

2、spread of form of houses with layer and transformation, in such aspects as technology, economy and security than concrete structure has more obvious advantages.this paper introduces the research status and development of layer for steel structure,for the design and application of existing buildings

3、with light steel structure puts forward my own view.key words:existing buildings add layer buildingseismic performancecalculation model：tu352 ： a既有建筑加層改造在我國的發(fā)展及應(yīng)用上世紀70年代我國的房屋加層改造技術(shù)迅速發(fā)展起來，全國各地都紛紛展開加層改造的實踐。既有建筑增層改造后既美觀大方、裝修考究，又風格新穎、立面錯落有致，具有時代感。在全國各地開展的房屋增層工程實踐中，出現(xiàn)了一批杰出的、有代表性的、建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計獨具匠心的工程，其中部分加層工

4、程統(tǒng)計見表 1.1，表1.1部分加層工程實例序號 工程名稱 原建筑 加層建筑1 保定市電力學校綜合樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)2 北京京西賓館 2 層框架 1層鋼框架3 新鄉(xiāng)百貨大廈 4層 4層組合網(wǎng)架架5 鄭州某大學食堂 2層框架 1層剛框架6 保定電力學校學生宿舍樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)7 華北電力學院教學樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)8 北京城建集團總公司辦公樓 6層框架 增至12層既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性鋼結(jié)構(gòu)加層是目前逐步被推廣的一種房屋加固與改造形式，在技術(shù)、經(jīng)濟以及安全性等方面較混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點：(1)鋼結(jié)構(gòu)建筑采用先進的設(shè)計和加工工藝以及大規(guī)模的生產(chǎn)方

5、式，所以可大大地降低造價。同時由于安裝簡單迅速而節(jié)省大量的施工費用，有效地縮短了工期。并使企業(yè)或開發(fā)商得以更快投產(chǎn)見效，有效地縮短了工期，(2)鋼結(jié)構(gòu)加層形式多樣，建筑內(nèi)部空間寬敞，可以更好地滿足建筑上大開間、靈活分隔的要求，又可靈活布設(shè)各種工業(yè)管線，且可以保持原結(jié)構(gòu)的布置不變，很好的與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。(3)采用鋼結(jié)構(gòu)加層在施工期間不影響舊房屋的正常使用，避免了由于施工帶來的舊房屋的停止使用，造成的經(jīng)濟損失。(4)采用鋼結(jié)構(gòu)加層不需要購置新地，很好地節(jié)約了土地面積，大量節(jié)省了征地費、拆遷費、減少住戶搬遷的安置費。(5)抗震性能好相對于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)重量輕，且具有很好的延性，能夠很好地吸收地

6、震能量，有效地減小了地震力，從而保證了房屋結(jié)構(gòu)的安全。(6)相對于混凝土結(jié)構(gòu)施工而言，在施工過程中鋼結(jié)構(gòu)建筑基本上沒有建筑垃圾產(chǎn)生，施工過程中噪音污染微小，對周邊居民的生活和工作基本上不產(chǎn)生影響。同時鋼結(jié)構(gòu)建筑便于拆卸、回收，可實現(xiàn)重復利用等優(yōu)點，這些都完全符合國家對建筑環(huán)保節(jié)能的要求及理念。既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)在我國的研究概況隨著增層技術(shù)在我國房屋增層與改造中的應(yīng)用，與之相關(guān)的技術(shù)問題的研究越來越受到工程界的普遍重視。先后成立了“中國老教授協(xié)會全國房屋加層改造技術(shù)研究委員會”和“中國工程建設(shè)標準化協(xié)會建筑物鑒定與加固技術(shù)標準委員會”等學術(shù)團體1，使加展改造工程的經(jīng)驗交流、學術(shù)研究日益活躍。目

7、前我國針對混凝土結(jié)構(gòu)上部加鋼結(jié)構(gòu)的代表性研究成果有:(1)袁文章,何小燕2，3以北京某醫(yī)院的住院樓加層為背景,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上進行鋼結(jié)構(gòu)加層的整體結(jié)構(gòu)的計算方法進行了分析,推導出了整體結(jié)構(gòu)等效阻尼比的公式,并在下部為14層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),上部為一層鋼結(jié)構(gòu)的實際工程中得到了很好的運用。(2)呂鳳偉4分析了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點。對比三類加層連接節(jié)點:錨栓生根加層節(jié)點,焊接生根加層節(jié)點,增大截面生根加層節(jié)點。通過擬靜力試驗和低周反復試驗，,提出了適用于混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的鋼框架加層的加層節(jié)點、抗震評估和設(shè)計方法。(3)張 濤,王元清,石永久,麻建鎖5采用有限元軟件ansys,對某四

8、層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓頂部加兩層純鋼框架的抗震性能進行反應(yīng)譜分析。計算表明,由于加層后結(jié)構(gòu)周期加長,整體框架的底層層剪力變化較小。而且加層設(shè)計的同時應(yīng)進行抗震加固驗算,并結(jié)合實際工程的需要進行整體結(jié)構(gòu)的耗能減震設(shè)計。(4)王元清,宋 鋒,石永久,錢曉鍵6通過建立空間三維有限元模型分析了采用隔震技術(shù)的躍層加層框架的動力特性,并用時程分析法對隔震結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的非隔震結(jié)構(gòu)進行了地震反應(yīng)分析,得出：鉛芯橡膠隔震支座能夠明顯地減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。橡膠隔震墊的水平剛度和阻尼對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響較大。我國輕鋼增層結(jié)構(gòu)進一步研究的問題建筑輕鋼結(jié)構(gòu)增層在國內(nèi)逐漸獲得廣泛的應(yīng)用，顯示出很好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會

9、效益。但目前設(shè)計方法也不夠完善，對其進一步發(fā)展還存在一些問題，在房屋鋼結(jié)構(gòu)加層技術(shù)的研究中主要表現(xiàn)在著如下關(guān)鍵問題：國內(nèi)外對鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)5構(gòu)的破壞機理、抗震性能、抗震薄弱環(huán)節(jié)等還缺乏深入的研究。對這種由混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)所組成的混合結(jié)構(gòu)的破壞機理、抗震性等都還缺乏深入的理論研究，僅靠一些相關(guān)行業(yè)標準，沒有一套統(tǒng)一的標準。(2)由于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)的阻尼比不同，在實際工程設(shè)計中阻尼比如何取，還缺乏一定的研究。不同的設(shè)計人員取值不同，取值比較混亂，沒有一個統(tǒng)一的規(guī)定。因此就這種混合結(jié)構(gòu)的阻尼比如何取值還有待于深入研究。(3)鋼結(jié)構(gòu)加層后如何能保證混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)協(xié)同工作也有待于更進一步

10、研究。為促進輕鋼增層結(jié)構(gòu)進一步的發(fā)展，還需要加大對其研究的投入，采用鋼結(jié)構(gòu)加層后整個混合結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量、剛度、周期、阻尼比等都發(fā)生較大的變化，應(yīng)該對整個混合結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進行分析，最后總結(jié)出規(guī)律。結(jié)論在加層中要盡量減少對下部建筑物和地基的影響,鋼結(jié)構(gòu)加層作為一項新型的加層技術(shù)越來越受到工程界的青睞。但目前我國對這種新型結(jié)構(gòu)的工作性質(zhì)、破壞機理等關(guān)鍵技術(shù)問題研究還不透徹，理論研究遠遠落后于工程應(yīng)用，因此必須大力加大對其研究的投入。參考文獻1 駱甜.輕鋼加層結(jié)構(gòu)的地震分析與研究d.碩士學位論文.合肥:合肥工業(yè)大學,20072 袁文章,何小燕.北京某醫(yī)院住院樓鋼結(jié)構(gòu)增層設(shè)計j.山西建筑,2008,34 ( 8):1031043 程河山.既有鋼筋混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層體系受力分析d.碩士學位論文.鄭州:鄭 州大學,20094 呂鳳偉.混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層連接節(jié)點抗震性能試驗研