混凝土框架頂層加建鋼結構設計探析

鐘運秋

【摘要】在建筑工程中，進行加建鋼結構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，已經成為我國建筑行業中的一項重要工程。本文主要對混凝土框架和鋼結構進行比較，闡述加建設計與注意事項。

【關鍵詞】混凝土框架；頂層；鋼結構；設計

現階段，大部分建筑物使用的均是鋼筋混凝土框架結構，在高層建筑頂層一般均選用鋼結構加建，提高建筑物結構的穩定性與安全性，進而確保居民的財產與生命安全。在高層建筑的混凝土框架結構更加符合現代建筑物設計要求，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，一定要加強對混凝土框架頂層加建鋼結構設計進行分析，促進現代建筑物建設的可持續發展。

一、混凝土框架和鋼結構的比較

要想有效實現混凝土框架頂層加建鋼結構的目標，就一定要明確兩者之間的區別。混凝土框架具有自重大、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；鋼結構具有自重小、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鋼結構均是借助傳統力學和數學公式進行受力計算的，同時在進行抗震設計的時候，均需要設置多道抗震防御體系，這樣才可以保證結構的整體性與牢固性；在進行管理的時候，無論是混凝土框架還是鋼結構，均需要管理人員具備相應的專業素質與技能，對施工中可能出現的風險、隱患、質量問題等進行預防與處理，保證施工的順利完成。當然，兩者之間也存在著明顯的區別：首先，材質方面?；炷量蚣苤饕褪怯射摻钆c混凝土構成，自重非常大；鋼結構主要是由鋼構件連接組成，自重比較小。其次，震害結果。根據相關資料顯示，混凝土框架震害主要表現為裂縫，局部倒塌，很少出現整棟樓倒塌的情況；鋼結構在地震作用下，經常發生失穩、扭曲、變形的情況，并且因為整體性比較差，因此，在進行設計的時候，一定要對整體性進行充分的考慮。最后，施工管理方面。在實際施工中，對于相同面積的施工，鋼結構要比混凝土框架施工快；在現場施工的時候，混凝土框架施工需要進行現場支模澆筑，進行預制構件工廠加工的情況不多，而鋼結構需要在工廠加工很多的預制構件，之后運輸至施工現場，進行相應的安裝與焊接。除此之外，針對工程造價而言，鋼結構也要比混凝土框架低一些，在進行實際施工，可以根據市場情況，進行適當的選擇。

二、加建工程的現狀

我國加建設計起步比較晚，和世界先進國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發展與進步，科學技術水平的不斷提高，加建工程得到了很大的發展空間，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劃項目當中，頒布了相應的文件與規章制度。由此可以看出，我國加建工程得到了很大的發展空間。其一，由以往的單個房屋加建發展為成片住宅區的加建工程；其二，各種新材料、新工藝應用到了加建工程當中；其三，輕鋼結構加建技術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用。

三、鋼結構加建的優缺點

開展鋼結構加建工程的時候，具有以下優點：其一，節約土地，提高土地面積的使用效率，縮短建設工期；其二，因為鋼結構的自重比較輕，因此，加建部分的荷載作用對原結構的影響非常小，不需要單獨對地基進行加固處理，這樣不僅可以減少工作量，還可以縮短工期，節省部分施工成本；其三，鋼結構具有較強的多樣性，在進行加建的時候，可以充分發揮空間的優勢，降低對原建筑結構的影響；其四，鋼結構加建的適用范圍比較廣，不僅可以對房屋建筑進行加建，還可以對工業建筑進行加建，因此，在建筑加建工程中得到了廣泛的應用。當然，其也存在著一些缺點：其一，在進行鋼結構加建之后，其整體建筑結構就會呈現一種上柔下剛、上輕下重的質量與剛度分布，導致建筑整體性較差，缺乏一定的抗震性能；其二，鋼結構耐久性較差，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構設計

（一）樓板設計

在設計樓板的時候，現階段一般選用的都是現澆灌技術。目前，現澆灌技術是樓板設計中最為常用與有效的方法，在采用此種方式進行鋼結構施工的時候，可以有效提高建筑結構整體的穩定性、牢固性與安全性。同時，在鋼結構施工中，此種方法可以對出現的問題進行靈活的處理與調整，根據實際情況，提出有效的解決辦法，保證樓板設計與施工的順利進行，確保建筑工程的整體施工質量。

（二）梁設計

在進行梁設計的時候，一定要結合國際設計標準與實際設計情況，制定合理、科學的鋼構設計要求：首先，在進行梁設計的時候，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定，保證梁結構具有一定的硬度與抗震性能，進而確保建筑工程整體結構的牢固性與安全性。最后，在設計扁梁的時候，一定要保證梁中線和柱中線進行重合，采用雙向布置結構。同時對扁梁進行嚴格的計算與設計，保證其結構的合理性與科學性，增強建筑工程整體結構的穩定性。

（三）柱設計

在進行柱設計的時候，一定要保證其截面符合設計標準：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。在設計柱的時候，一定要嚴格遵照以上要求，這樣才可以保證柱設計的合理性與科學性，同時增強鋼結構的穩定性，保證建筑工程施工的順利完成。

（四）基礎承載重量構件設計

在進行基礎承載重量構件的時候，一定要綜合考慮各方面的因素，結合建筑負荷、結構形式、施工狀況等，加強基礎設計的合理性與科學性，使其達到建筑工程整體設計要求。針對設計不合理、不符合要求的部分，一定要進行相應的修改，保證其設計的合理性與科學性，這樣才可以保證建筑工程整體的施工質量。

結束語

總而言之，在高層建筑工程建設過程中，其安全問題一直以來都是人們最為關注的話題。在現代建筑行業中，加建鋼結構設計得到了廣泛的應用，并且發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，保障了居民的財產與生命安全，為人們的生活與工作提供了可靠的保障。

參考文獻

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