混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計探析

王來生

摘要：在建筑工程中，在混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)有效增加了建筑整體的抗震性，本文對混凝土框架頂層鋼結(jié)構(gòu)進行了全面的分析，總結(jié)了其優(yōu)缺點、存在的問題以及發(fā)展現(xiàn)狀，并在最后對混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行了探析，以供參考。

關(guān)鍵詞：混凝土框架；頂層；鋼結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU973.14 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-0110-01

1前言

現(xiàn)階段，大部分建筑物使用的均是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在高層建筑的頂層我們一般采用鋼結(jié)構(gòu)的加建，來使建筑物的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，進而確保居民的財產(chǎn)與生命安全。混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)使得頂層的空間布置更加靈活、建筑物的抗震性加強，滿足了現(xiàn)代化的建筑物設(shè)計標準，其安全性和實用性是現(xiàn)代建筑所需要的，因此，一定要加強對混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，促進現(xiàn)代建筑物建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2混凝土框架頂層鋼結(jié)構(gòu)概況以及現(xiàn)狀

2.1混凝土框架頂層鋼結(jié)構(gòu)介紹?；炷量蚣茼攲愉摻罱Y(jié)構(gòu)是由樓板、梁、柱子和四種基礎(chǔ)承載重量的構(gòu)件在一起組合而構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)，它是由主梁、柱子和基礎(chǔ)承載重量的構(gòu)件構(gòu)成很多個平面框架后再由連續(xù)梁連接起來的。

2.2混凝土框架頂層鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。我國加建設(shè)計起步比較晚，和世界先進國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發(fā)展與進步，科學技術(shù)水平的不斷提高，加建工程得到了很大的發(fā)展空間，并且在我國各地都開展了一些舊房挖潛、改造、加建等工程，并且在上海、重慶、廣州、貴陽、昆明等地都將舊房改造工程列入到了城市規(guī)劃項目當中，頒布了相應的文件與規(guī)章制度。由此可以看出，我國加建工程得到了很大的發(fā)展空間。

3混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題

3.1合理計算頂層平面圖設(shè)計。對于頂層平面設(shè)計我們要進行合理的計算，對于平面圖的設(shè)計要注意空間的布置和設(shè)計，對于鋼結(jié)構(gòu)的每一項工程都進行平面的設(shè)計計算，使之有科學的數(shù)據(jù)和標準對其設(shè)計進行取舍。

3.2基礎(chǔ)承載重量的構(gòu)建的負荷設(shè)計?；A(chǔ)承載物重量的設(shè)計一定要合理和符合設(shè)計的標準，使之能夠承擔其頂層的建筑的重量，以及整體建筑物的負荷?；A(chǔ)承載物重量的構(gòu)建不要超過基礎(chǔ)設(shè)計的負荷，建筑物的設(shè)計的實際承載重量高于設(shè)計規(guī)格內(nèi)的承載負荷就會讓建筑物存在著安全隱患，破壞建筑物的安全性。

3.3計算樓板開洞的面積，和實際結(jié)合設(shè)計。樓板的開洞需要通過專業(yè)的計算設(shè)計能進行的，我們必須注意的是樓板的開洞不能夠大于頂層的總面積的30%。但是對于樓板開洞面積在30%以上的，我們也是有解決的設(shè)計方案的。我們應該將開通面積在30%以上的樓板洞口邊緣的節(jié)點設(shè)計為彈性節(jié)點，而這個時候所有的樓板應該都被定義為彈性膜。

4鋼結(jié)構(gòu)加建的優(yōu)缺點

4.1優(yōu)點：（1）節(jié)約土地，提高土地面積的使用效率，縮短建設(shè)工期；（2）因為鋼結(jié)構(gòu)的自重比較輕，可以減少工作量，還可以縮短工期，節(jié)省部分施工成本；（3）鋼結(jié)構(gòu)具有較強的多樣性，在進行加建的時候，可以充分發(fā)揮空間的優(yōu)勢，降低對原建筑結(jié)構(gòu)的影響；（4）鋼結(jié)構(gòu)加建的適用范圍比較廣，不僅可以對房屋建筑進行加建，還可以對工業(yè)建筑進行加建。

4.2缺點：（1）在進行鋼結(jié)構(gòu)加建之后，其整體建筑結(jié)構(gòu)就會呈現(xiàn)一種上柔下剛、上輕下重的質(zhì)量與剛度分布，導致建筑整體性較差，缺乏一定的抗震性能；（2）鋼結(jié)構(gòu)耐久性較差，在進行加建的時候，需要進行防腐、防火等措施的考慮，這樣就會增加一些建筑材料的使用，此時不僅會涉及到原材料的質(zhì)量問題，還要考慮原材料的成本問題，因此，存在著一定的不足。

5混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

5.1樓板設(shè)計。在樓板的設(shè)計中，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)要求采用現(xiàn)澆灌技術(shù)。現(xiàn)澆灌技術(shù)是目前樓板構(gòu)建中最好的方式，采用這種方式能夠讓混凝土框架頂層加建的鋼結(jié)構(gòu)更加結(jié)實和穩(wěn)定?，F(xiàn)澆灌技術(shù)能夠使得在加建鋼結(jié)構(gòu)的過程中靈活的處理遇到的問題，及時提出解決方案，讓樓板的構(gòu)建不出一丁點錯誤。

5.2梁設(shè)計。在進行梁設(shè)計的時候，一定要結(jié)合國際設(shè)計標準與實際設(shè)計情況，制定合理、科學的鋼構(gòu)設(shè)計要求：首先，在進行梁設(shè)計的時候，一定要保證其截面寬度不會低于200毫米，同時寬度與高度之間的比值不要超過4。其次，在梁設(shè)計中必然要使用一些鋼筋，對其使用鋼筋也要進行一定的規(guī)定，保證梁結(jié)構(gòu)具有一定的硬度與抗震性能，進而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的牢固性與安全性。對于梁設(shè)計中所使用到的鋼筋數(shù)目，其相應的計算公式如下：M=2*[（L1-50）/L2+1]+（N1/N2-1）

其中，M所表示的為梁設(shè)計中所應該使用的鋼筋數(shù)量；L1所表示的為加密區(qū)長度；L2所表示的為加密間距；N1所表示的為非加密區(qū)長度；N2所表示的為非加密間距。對于箍筋加密區(qū)長度的取值，其具有的要求如下：

當結(jié)構(gòu)為一級抗震時，加密長度為Max（2*梁高，500），當結(jié)構(gòu)為二～四級抗震時，加密長度為Max（1.5*梁高，500）。最后，在設(shè)計扁梁的時候，一定要保證梁中線和柱中線進行重合，采用雙向布置結(jié)構(gòu)。

5.3柱設(shè)計。柱子的截面有著嚴格的要求：柱子截面高度和寬度都不能小于30厘米、柱子的直徑要大于35厘米、截面的短邊和長邊的比不能夠大于3、柱子的縱向鋼筋配比不能夠小于0.2%等等。

6結(jié)束語

在高層建筑工程建設(shè)過程中，其安全問題一直以來都是人們最為關(guān)注的話題，在現(xiàn)代建筑行業(yè)中，加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計得到了廣泛的應用，并且發(fā)揮著非常重要的作用。其可以增強整體建筑的抗震性能、靈活性、整體性等，在一定程度上，保障了居民的財產(chǎn)與生命安全，為人們的生活與工作提供了可靠的保障。