混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計探析

鐘運秋

【摘要】在建筑工程中，進(jìn)行加建鋼結(jié)構(gòu)可以增加建筑整體的抗震性，并且使建筑空間布置更加靈活，已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)中的一項重要工程。本文主要對混凝土框架和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，闡述加建設(shè)計與注意事項。

【關(guān)鍵詞】混凝土框架；頂層；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計

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)，在高層建筑頂層一般均選用鋼結(jié)構(gòu)加建，提高建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，進(jìn)而確保居民的財產(chǎn)與生命安全。在高層建筑的混凝土框架結(jié)構(gòu)更加符合現(xiàn)代建筑物設(shè)計要求，可以更加凸顯建筑空間的靈活性，提高建筑物的抗震性能。因此，一定要加強(qiáng)對混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析，促進(jìn)現(xiàn)代建筑物建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、混凝土框架和鋼結(jié)構(gòu)的比較

要想有效實現(xiàn)混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，就一定要明確兩者之間的區(qū)別?；炷量蚣芫哂凶灾卮?、剛度大、震害明顯、密閉性好、整體性好、抗壓性好、不易受外界侵蝕等特點；鋼結(jié)構(gòu)具有自重小、延性好、耐火性差、密閉性差、易受外界侵蝕等特點?；炷量蚣芘c鋼結(jié)構(gòu)均是借助傳統(tǒng)力學(xué)和數(shù)學(xué)公式進(jìn)行受力計算的，同時在進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，均需要設(shè)置多道抗震防御體系，這樣才可以保證結(jié)構(gòu)的整體性與牢固性；在進(jìn)行管理的時候，無論是混凝土框架還是鋼結(jié)構(gòu)，均需要管理人員具備相應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)與技能，對施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險、隱患、質(zhì)量問題等進(jìn)行預(yù)防與處理，保證施工的順利完成。當(dāng)然，兩者之間也存在著明顯的區(qū)別：首先，材質(zhì)方面?；炷量蚣苤饕褪怯射摻钆c混凝土構(gòu)成，自重非常大；鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼構(gòu)件連接組成，自重比較小。其次，震害結(jié)果。根據(jù)相關(guān)資料顯示，混凝土框架震害主要表現(xiàn)為裂縫，局部倒塌，很少出現(xiàn)整棟樓倒塌的情況；鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下，經(jīng)常發(fā)生失穩(wěn)、扭曲、變形的情況，并且因為整體性比較差，因此，在進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要對整體性進(jìn)行充分的考慮。最后，施工管理方面。在實際施工中，對于相同面積的施工，鋼結(jié)構(gòu)要比混凝土框架施工快；在現(xiàn)場施工的時候，混凝土框架施工需要進(jìn)行現(xiàn)場支模澆筑，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件工廠加工的情況不多，而鋼結(jié)構(gòu)需要在工廠加工很多的預(yù)制構(gòu)件，之后運輸至施工現(xiàn)場，進(jìn)行相應(yīng)的安裝與焊接。除此之外，針對工程造價而言，鋼結(jié)構(gòu)也要比混凝土框架低一些，在進(jìn)行實際施工，可以根據(jù)市場情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。

二、加建工程的現(xiàn)狀

我國加建設(shè)計起步比較晚，和世界先進(jìn)國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)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(dāng)中，頒布了相應(yīng)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。其一，由以往的單個房屋加建發(fā)展為成片住宅區(qū)的加建工程；其二，各種新材料、新工藝應(yīng)用到了加建工程當(dāng)中；其三，輕鋼結(jié)構(gòu)加建技術(shù)得到了深入的分析與研究，并且在加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

三、鋼結(jié)構(gòu)加建的優(yōu)缺點

開展鋼結(jié)構(gòu)加建工程的時候，具有以下優(yōu)點：其一，節(jié)約土地，提高土地面積的使用效率，縮短建設(shè)工期；其二，因為鋼結(jié)構(gòu)的自重比較輕，因此，加建部分的荷載作用對原結(jié)構(gòu)的影響非常小，不需要單獨對地基進(jìn)行加固處理，這樣不僅可以減少工作量，還可以縮短工期，節(jié)省部分施工成本；其三，鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的多樣性，在進(jìn)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；其四，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(jìn)行加建，還可以對工業(yè)建筑進(jìn)行加建，因此，在建筑加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，其也存在著一些缺點：其一，在進(jìn)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(dǎo)致建筑整體性較差，缺乏一定的抗震性能；其二，鋼結(jié)構(gòu)耐久性較差，在進(jìn)行加建的時候，需要進(jìn)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。

四、混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）樓板設(shè)計

在設(shè)計樓板的時候，現(xiàn)階段一般選用的都是現(xiàn)澆灌技術(shù)。目前，現(xiàn)澆灌技術(shù)是樓板設(shè)計中最為常用與有效的方法，在采用此種方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的時候，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、牢固性與安全性。同時，在鋼結(jié)構(gòu)施工中，此種方法可以對出現(xiàn)的問題進(jìn)行靈活的處理與調(diào)整，根據(jù)實際情況，提出有效的解決辦法，保證樓板設(shè)計與施工的順利進(jìn)行，確保建筑工程的整體施工質(zhì)量。

（二）梁設(shè)計

在進(jìn)行梁設(shè)計的時候，一定要結(jié)合國際設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與實際設(shè)計情況，制定合理、科學(xué)的鋼構(gòu)設(shè)計要求：首先，在進(jìn)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(jìn)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(jìn)而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的牢固性與安全性。最后，在設(shè)計扁梁的時候，一定要保證梁中線和柱中線進(jìn)行重合，采用雙向布置結(jié)構(gòu)。同時對扁梁進(jìn)行嚴(yán)格的計算與設(shè)計，保證其結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性，增強(qiáng)建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（三）柱設(shè)計

在進(jìn)行柱設(shè)計的時候，一定要保證其截面符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：通常情況下，柱截面寬度與高度均不可低于300毫米，柱直徑一定要超過350毫米，截面短邊與長邊的比值不可以超過3，柱縱向鋼筋配比不可以低于0.2%等。在設(shè)計柱的時候，一定要嚴(yán)格遵照以上要求，這樣才可以保證柱設(shè)計的合理性與科學(xué)性，同時增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證建筑工程施工的順利完成。

（四）基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計

在進(jìn)行基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件的時候，一定要綜合考慮各方面的因素，結(jié)合建筑負(fù)荷、結(jié)構(gòu)形式、施工狀況等，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計的合理性與科學(xué)性，使其達(dá)到建筑工程整體設(shè)計要求。針對設(shè)計不合理、不符合要求的部分，一定要進(jìn)行相應(yīng)的修改，保證其設(shè)計的合理性與科學(xué)性，這樣才可以保證建筑工程整體的施工質(zhì)量。

結(jié)束語

總而言之，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(yīng)用，并且發(fā)揮著非常重要的作用。其可以增強(qiáng)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。

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