既有建筑輕鋼增層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、<p>　　既有建筑輕鋼增層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用</p><p>　　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(jì)以及安全性等方面較混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。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(shì)，并對(duì)既有建筑輕鋼增層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提出了自己的看法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：既有建筑 加層改造抗震性能 計(jì)算模型 </p><p

2、>　　Existing buildings with light steel structure design and application </p><p>　　Abstract: layer for steel structure is now gradually spread of form of houses with layer and transformation, in such aspec

3、ts 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

4、 buildings with light steel structure puts forward my own view. </p><p>　　Key words:existing buildings Add layer building </p><p>　　seismic performancecalculation model </p><p>　　中圖

5、分類號(hào)：TU352 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　既有建筑加層改造在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用 </p><p>　　上世紀(jì)70年代我國(guó)的房屋加層改造技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，全國(guó)各地都紛紛展開(kāi)加層改造的實(shí)踐。既有建筑增層改造后既美觀大方、裝修考究，又風(fēng)格新穎、立面錯(cuò)落有致，具有時(shí)代感。在全國(guó)各地開(kāi)展的房屋增層工程實(shí)踐中，出現(xiàn)了一批杰出的、有代表性的、建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心的工程，其中部分加層

6、工程統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 1.1， </p><p>　　表1.1部分加層工程實(shí)例 </p><p>　　序號(hào) 工程名稱 原建筑 加層建筑 </p><p>　　1 保定市電力學(xué)校綜合樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu) </p><p>　　2 北京京西賓館 2 層框架 1層鋼框架 </p><p>　　3 新鄉(xiāng)百貨大廈 4層 4層

7、組合網(wǎng)架架 </p><p>　　5 鄭州某大學(xué)食堂 2層框架 1層剛框架 </p><p>　　6 保定電力學(xué)校學(xué)生宿舍樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu) </p><p>　　7 華北電力學(xué)院教學(xué)樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu) </p><p>　　8 北京城建集團(tuán)總公司辦公樓 6層框架 增至12層 </p><p&g

8、t;　　既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性 </p><p>　　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(jì)以及安全性等方面較混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　(1)鋼結(jié)構(gòu)建筑采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和加工工藝以及大規(guī)模的生產(chǎn)方式，所以可大大地降低造價(jià)。同時(shí)由于安裝簡(jiǎn)單迅速而節(jié)省大量的施工費(fèi)用，有效地縮短了工期。并使企業(yè)或開(kāi)發(fā)商得以更快投產(chǎn)見(jiàn)效，有效地縮短了工期， &

9、lt;/p><p>　　(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(kāi)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)。 </p><p>　　(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(lái)的舊房屋的停止使用，造成的經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p>　　(4)采用鋼結(jié)構(gòu)加層不需要

10、購(gòu)置新地，很好地節(jié)約了土地面積，大量節(jié)省了征地費(fèi)、拆遷費(fèi)、減少住戶搬遷的安置費(fèi)。 </p><p>　　(5)抗震性能好相對(duì)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。 </p><p>　　(6)相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)施工而言，在施工過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)建筑基本上沒(méi)有建筑垃圾產(chǎn)生，施工過(guò)程中噪音污染微小，對(duì)周邊居民的生活和工作基本

11、上不產(chǎn)生影響。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑便于拆卸、回收，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，這些都完全符合國(guó)家對(duì)建筑環(huán)保節(jié)能的要求及理念。 </p><p>　　既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)在我國(guó)的研究概況 </p><p>　　隨著增層技術(shù)在我國(guó)房屋增層與改造中的應(yīng)用，與之相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題的研究越來(lái)越受到工程界的普遍重視。先后成立了“中國(guó)老教授協(xié)會(huì)全國(guó)房屋加層改造技術(shù)研究委員會(huì)”和“中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑物鑒定與加固技

12、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)”等學(xué)術(shù)團(tuán)體[1]，使加展改造工程的經(jīng)驗(yàn)交流、學(xué)術(shù)研究日益活躍。 </p><p>　　目前我國(guó)針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)上部加鋼結(jié)構(gòu)的代表性研究成果有: </p><p>　　(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(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加層的整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法進(jìn)行了分析,推導(dǎo)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(shí)

13、際工程中得到了很好的運(yùn)用。 </p><p>　　(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(diǎn)。對(duì)比三類加層連接節(jié)點(diǎn):錨栓生根加層節(jié)點(diǎn),焊接生根加層節(jié)點(diǎn),增大截面生根加層節(jié)點(diǎn)。通過(guò)擬靜力試驗(yàn)和低周反復(fù)試驗(yàn)，,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(diǎn)、抗震評(píng)估和設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　(3)張 濤,王元清,石永久,麻建鎖[5]采用有限元軟件ANSYS,對(duì)某

14、四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(jìn)行反應(yīng)譜分析。計(jì)算表明,由于加層后結(jié)構(gòu)周期加長(zhǎng),整體框架的底層層剪力變化較小。而且加層設(shè)計(jì)的同時(shí)應(yīng)進(jìn)行抗震加固驗(yàn)算,并結(jié)合實(shí)際工程的需要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的耗能減震設(shè)計(jì)。 </p><p>　　(4)王元清,宋 鋒,石永久,錢曉鍵[6]通過(guò)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(dòng)力特性,并用時(shí)程分析法對(duì)隔震結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震反應(yīng)

15、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(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響較大。 </p><p>　　我國(guó)輕鋼增層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步研究的問(wèn)題 </p><p>　　建筑輕鋼結(jié)構(gòu)增層在國(guó)內(nèi)逐漸獲得廣泛的應(yīng)用，顯示出很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但目前設(shè)計(jì)方法也不夠完善，對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展還存在一些問(wèn)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(wèn)題： </p

16、><p>　　國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)5構(gòu)的破壞機(jī)理、抗震性能、抗震薄弱環(huán)節(jié)等還缺乏深入的研究。對(duì)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　(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(shí)際工程設(shè)計(jì)中阻尼比如何取，還缺乏一定的研究。不同的設(shè)計(jì)人員取值不同，取值比較混亂，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)

17、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。 </p><p>　　(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(jìn)一步研究。 </p><p>　　為促進(jìn)輕鋼增層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的發(fā)展，還需要加大對(duì)其研究的投入，采用鋼結(jié)構(gòu)加層后整個(gè)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(duì)整個(gè)混合結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進(jìn)行分析，最后總結(jié)出規(guī)律。 </p&g

18、t;<p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　在加層中要盡量減少對(duì)下部建筑物和地基的影響,鋼結(jié)構(gòu)加層作為一項(xiàng)新型的加層技術(shù)越來(lái)越受到工程界的青睞。但目前我國(guó)對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)的工作性質(zhì)、破壞機(jī)理等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題研究還不透徹，理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用，因此必須大力加大對(duì)其研究的投入。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b

19、></p><p>　　[1] 駱甜.輕鋼加層結(jié)構(gòu)的地震分析與研究[D].[碩士學(xué)位論文].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2007 </p><p>　　[2] 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(jì)[J].山西建筑,2008,34 ( 8):103～104 </p><p>　　[3] 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(xué)位論文

20、].鄭州:鄭 州大學(xué),2009 </p><p>　　[4] 呂鳳偉.混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[D].[博士學(xué)位論文].南京: 東南大學(xué),2009 </p><p>　　[5] 張 濤,王元清,石永久,麻建鎖.鋼筋混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層的抗震性能反應(yīng)譜分析[J].工程抗震與加固，2006,28(3) </p><p>　　[6] 王元清,宋