【摘要】當前社會的經(jīng)濟技術飛速發(fā)展，許多已建建筑物已漸漸不能適應社會發(fā)展的需要，需要進行改造甚至擴建。

【關鍵詞】鋼結構加層；設計；探討

【中圖分類號】TU392.2【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)05-0248-01

當前社會的經(jīng)濟技術飛速發(fā)展，許多已建建筑物已漸漸不能適應社會發(fā)展的需要，需要進行改造甚至擴建。但城市中的用地越來越緊張，且用地成本高昂。于是，在原建筑物上加層，以擴大建筑物的使用面積，成為了一種相對經(jīng)濟又可行的選擇。

1加層結構設計所涉及的內容比較多，但最重要的有以下幾項

1.1對原建筑屋面板承載能力的校核由于除了屋頂花園等特殊情況外，屋面的活荷載一般都小于改造后房間的樓面活荷載。如果，改造前后的活荷載差值太大，不足以用拆除原屋面保溫防水層等卸荷方式來抵消，則原屋面板很可能不滿足設計要求，需要重新設計加固。

1.2上部結構承載能力校核由于不論原建筑是磚混結構或是混凝土結構，加層房屋的荷載最終還是要通過原建筑的柱、墻等承重結構承擔。而加層的結構如果荷載過大，如鍋爐房，舞廳等，容易超過原建筑物柱或墻的承載能力，所以必須進行認真復核，保證安全。

1.3抗震設計校核由于加層使建筑物高度、總質量、自震周期等參數(shù)改變，加層后在地震力作用下建筑物的位移及構件的內力勢必發(fā)生變化，且極有可能超過允許值。簡單的將加層結構單獨計算，將原建筑物屋面看成是地面，忽略原建筑物頂部在地震力作用下的位移，及其對加層結構的影響，則計算結果將偏不安全。

1.4地基及基礎校核由于加層后，建筑的總質量增加。造成基礎的反力增加，及基底反力不均?？赡芤鹪A的承載力不足，及建筑的不均勻沉降。

2從使用的結構材料來分，一般的加層結構可分成以下兩類。

2.1鋼筋混凝土結構加層加層樓蓋采用鋼筋混凝土框架形式，加層部分的柱鋼筋采用植筋的方式植入原有建筑物的柱內，其它梁、板、柱按一般框架結構做法施工。這種方法施工簡便，新舊結構能協(xié)調工作。缺點是自重大，原有建筑柱和基礎的承載力驗算較難滿足。此外，新舊結構的連接節(jié)點較難處理。

2.2鋼結構加層方式加層主體承重結構采用剛架或鋼框架結構，屋面板采用壓型鋼板、鋼板或混凝土板。加層部分的鋼柱腳通過植入原混凝土柱頂?shù)匿摻罨蚧瘜W錨栓與原結構連接。由于鋼結構的自重相對混凝土結構輕，新加層結構的柱底內力比較小，容易滿足承載力要求。此外，鋼柱腳可做成鉸接，所以植入原結構內的鋼筋或化學錨栓比較少，施工比較方便。而且鋼結構構件大部分都在工廠加工后再運至工地組裝，施工質量有保證，遇到在高層建筑上加層時，這點尤為重要。鋼結構加層的缺點是，造價相對較高，且新老建筑的結構整體性較差。

3工程實例

某大廈共23層，框架剪力墻結構，基礎為樁基礎。大廈標準層平面尺寸為27mX24m，到22層時，大廈長方向兩邊各縮進4.0m，寬度方向各縮進6.8m。建設方要求在21層的屋面一角增加一鍋爐房。鍋爐房共2層，一層為架空層層高2.2米（用來檢修屋面上的管線），二層層高4.2米。

設計時起先考慮采用鋼筋混凝土框架結構，盡量利用原建筑屋面的柱頭起框架柱。故鍋爐房的平面柱網(wǎng)軸線尺寸定為4.0mX6.8m，鍋爐房四角各立一框架柱（其中一根利用原建筑柱）。但由于建設方考慮大廈位于市中心，且高度較高，所以商品混凝土運輸困難，而如果現(xiàn)場攪拌，則影響大廈的正常運作。所以要求盡量減少混凝土用量。而且，由于原柱頂?shù)匿摻钶^密集，大量植鋼筋施工難度較大。綜合考慮了場地的特殊性和施工難度，決定加層采用鋼框架結構，鋼柱與鋼梁均與原框架柱鉸接。每個柱腳下植入兩根錨栓，鋼梁與原柱子連接處植化學螺栓。這樣既大大減輕了加層結構的自重，并且新老結構連接處的節(jié)點施工難度也大大降低。同時考慮到地震力作用時，錯層鋼筋混凝土樓板平面內剛度對大樓的不利影響，故樓板采用鋼平臺板的做法。即采用4mm厚花紋鋼板，板下焊加勁肋，板上澆筑30mm厚細石混凝土面層。屋面原考慮使用彩鋼屋面板，但考慮到大樓頂部風荷載較大，而彩鋼板的耐久性相對較差。一旦彩鋼板出現(xiàn)局部銹蝕或遇上臺風等惡劣天氣，屋面板容易被大風撕裂吹下大廈，相當危險。所以，最后參考大型屋面板的安裝方法。即先用槽鋼焊接成大小不等的長方形鋼框子，一般為2~3米長，1~2米寬。然后，把4mm厚花紋鋼板（板下焊加勁肋）焊接至鋼框上，形成鋼屋面板框。然后將屋面板框的三個角分別焊接至鋼梁上。屋面板框間的縫隙用防水油膏填實，鋼板上再做建筑的防水保溫層。這樣既減弱了樓板的平面內剛度，又進一步的減輕了結構自重。

最后，經(jīng)驗算，結構承載力滿足要求。只是在鋼梁與原混凝土柱連接處，混凝土柱需要包裹碳纖維，以滿足抗震規(guī)范柱端鋼筋加密的要求。

通過對加層結構設計所涉及內容的分析，并且對比了鋼筋混凝土結構加層與鋼結構加層方式的優(yōu)缺點，再通過工程實例，探討了在特定環(huán)境下，既滿足結構承載力要求，又能減少對周圍環(huán)境影響、降低施工難度的一種比較合理的高層建筑物加層設計方法。