試討論混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王珅 包靜

摘 要：對(duì)于建筑行業(yè)，在混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)可以有效增強(qiáng)建筑的抗震性。這在我國的建筑行業(yè)中已成為一項(xiàng)非常重要的做法。本文根據(jù)混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，簡單分析了加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面，希望對(duì)建筑行業(yè)該方法的采用可以起到參考作用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；混凝土框架；加建

目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中應(yīng)用較多，這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性很好，因此在建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。近年來人性化特點(diǎn)隨著建筑功能的增多也逐漸被體現(xiàn)出來，這對(duì)現(xiàn)在的混凝土結(jié)構(gòu)提出了很高的要求，因此在現(xiàn)在的混凝土結(jié)構(gòu)中加建輕型鋼結(jié)構(gòu)的做法被應(yīng)用起來，這也彌補(bǔ)了之前混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。新建結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)靈活分割的目的，對(duì)現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以更好的滿足，且在空間的利用及安全性方面的需求也得到了極大的滿足。

1混凝土框架與鋼結(jié)構(gòu)對(duì)比

混凝土框架的良好特點(diǎn)是剛度大、自重大、良好的封閉性和整體性。而鋼結(jié)構(gòu)具有自重性相對(duì)較小、較差的耐火性且容易受到外界的腐蝕等缺點(diǎn)。兩種結(jié)構(gòu)都是根據(jù)數(shù)學(xué)公式和傳統(tǒng)力學(xué)的計(jì)算得出的。在計(jì)算抗震性時(shí)，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的牢固性及整體性要對(duì)建筑同時(shí)設(shè)計(jì)多道抗震防御體系。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)的管理中，要求管理人員要具備非常專業(yè)的專業(yè)素質(zhì)及知識(shí)，因?yàn)樵诠芾碇行枰芾砣藛T對(duì)施工中更可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)及隱患等問題進(jìn)行及時(shí)的處理，保證工程的順利開展和完成。下面介紹幾點(diǎn)兩種建筑結(jié)構(gòu)的區(qū)別：

①兩種結(jié)構(gòu)采用的材質(zhì)不同。鋼筋和混凝土是混凝土框架的組成部分，因此該結(jié)構(gòu)的自重比較大；而鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼構(gòu)件連接而成，相對(duì)于前者其比重較小。②抗震性能上看，根據(jù)相關(guān)研究，混凝土框架在地震災(zāi)害中很少出現(xiàn)整棟樓倒塌的現(xiàn)象，主要是出現(xiàn)裂縫和局部的坍塌；而鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)變形和失穩(wěn)等現(xiàn)象，且因?yàn)槠湔w性也較差，因此整體性在其這幾過程中是主要需要被考慮的；③在施工管理方面，基于同面積的工程來說，鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)?/p>

結(jié)構(gòu)簡單，因此工程速度相對(duì)較快；而混凝土框架結(jié)構(gòu)在工程施工時(shí)要在現(xiàn)場(chǎng)支模澆筑，且

該結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件工廠加工情況不多，鋼結(jié)構(gòu)加工后的預(yù)制構(gòu)件需要輸送到施工現(xiàn)場(chǎng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝、焊接。基于工程造價(jià)，混凝土框架結(jié)構(gòu)明顯高于鋼結(jié)構(gòu)，而在實(shí)際的施工中，要綜合考慮市場(chǎng)等多因素進(jìn)行合理的選擇。

2混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的組成部分

2.1樓板設(shè)計(jì)

板樓設(shè)計(jì)中目前大多是選用的灌膠技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)施工，這樣不僅可以有效提高建筑本身的牢固性、穩(wěn)定性和安全性，還可以根據(jù)施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行靈活的處理，確保工程的順利進(jìn)行，并對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行保證。另外，板樓設(shè)計(jì)中進(jìn)行加建多層時(shí)通常采用花紋鋼板或輕型樓板，以達(dá)到減小新增荷載對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。屋面大部分采用的是輕鋼屋蓋，以減小自重。同時(shí)在條件許可的情況下也可以考慮采用組合樓蓋，就是壓型鋼板加混凝土現(xiàn)澆，從而提高整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與安全性。

2.2梁設(shè)計(jì)

要與國際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合設(shè)計(jì)粱環(huán)節(jié)，同時(shí)兼顧實(shí)際設(shè)計(jì)的情況，對(duì)鋼構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理和科學(xué)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：第一，確保梁的截面寬度要大于200毫米，寬度與高度比不能大于4。第二，選擇合理的鋼筋材料設(shè)計(jì)梁，確保梁結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的硬度計(jì)抗震性能。最后，設(shè)計(jì)扁梁時(shí)，要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算和設(shè)計(jì)，確保扁梁結(jié)構(gòu)具有合理性和科學(xué)性，采用雙向布置結(jié)構(gòu)，保證梁中線和柱中線二者之間要重合，增強(qiáng)建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3柱設(shè)計(jì)

該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要求柱的截面必須嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能確保柱的設(shè)計(jì)具備合理性和科學(xué)性，增加鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，要嚴(yán)格遵循以下幾點(diǎn)：一般情況下，柱截面的寬度與高度不能小于300毫米，直徑必須大于350毫米，截面的短邊與長度比要小于3，柱縱向鋼筋配比要大于0.2%等。另外，可通過化學(xué)螺栓將后加建的鋼柱腳植到混凝土中，并設(shè)計(jì)抗剪鍵。具體項(xiàng)目中也可存在埋入式柱腳，柱腳可以喝混凝土一起澆筑。

2.4基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計(jì)

確保與建筑負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)形式和施工狀況等結(jié)合設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件，從而保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量。如發(fā)現(xiàn)不合理及不符合要求的地方，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)的修改，確保建筑工程整體的施工質(zhì)量。

3結(jié)語

高層建筑工程過程中人們最為關(guān)注的話題即安全問題。現(xiàn)代建筑中廣泛應(yīng)用到了加建鋼結(jié)構(gòu)，這推動(dòng)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。加建鋼結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了建筑整體的抗震性能、靈活性及整體性，給人們的生活與工作提供了安全的空間環(huán)境，在保障居民的財(cái)產(chǎn)與生命安全方面也做出了巨大的貢獻(xiàn)。為了保證工程的安全，在建筑設(shè)計(jì)過程中不但要遵循框架設(shè)計(jì)的原則，也要對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格的選取，施工要選用經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的施工隊(duì)伍，另外施工中還要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督監(jiān)管，確保良好的工程建設(shè)質(zhì)量，這樣才能對(duì)用戶的安全起到保障作用，促進(jìn)建筑行業(yè)健康、嚴(yán)格的、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張健，劉葉桂.基于19個(gè)上海工業(yè)建筑遺產(chǎn)再利用的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園內(nèi)部空間重塑與擴(kuò)建加建改造方式研究[J].華中建筑，2013，31（04）：165～170.

[2]孟艷平.預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)頂層邊柱設(shè)計(jì)研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（26）： 88.

[3]錢稼茹，江棗，紀(jì)曉東.高軸壓比鋼管混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2010（7）： 22-24.