試討論混凝土框架頂層加建鋼結構設計

王珅 包靜

摘 要：對于建筑行業，在混凝土框架頂層加建鋼結構可以有效增強建筑的抗震性。這在我國的建筑行業中已成為一項非常重要的做法。本文根據混凝土框架頂層加建鋼結構的現狀，簡單分析了加建鋼結構設計的幾個方面，希望對建筑行業該方法的采用可以起到參考作用。

關鍵詞：鋼結構設計；混凝土框架；加建

目前鋼筋混凝土結構在高層建筑中應用較多，這種結構體系的抗震性很好，因此在建筑工程中得到了廣泛應用。近年來人性化特點隨著建筑功能的增多也逐漸被體現出來，這對現在的混凝土結構提出了很高的要求，因此在現在的混凝土結構中加建輕型鋼結構的做法被應用起來，這也彌補了之前混凝土結構的缺點。新建結構可以實現室內靈活分割的目的，對現代建筑的設計標準可以更好的滿足，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混凝土框架與鋼結構對比

混凝土框架的良好特點是剛度大、自重大、良好的封閉性和整體性。而鋼結構具有自重性相對較小、較差的耐火性且容易受到外界的腐蝕等缺點。兩種結構都是根據數學公式和傳統力學的計算得出的。在計算抗震性時，為了保證建筑結構的牢固性及整體性要對建筑同時設計多道抗震防御體系。在對鋼結構和混凝土框架結構的管理中，要求管理人員要具備非常專業的專業素質及知識，因為在管理中需要管理人員對施工中更可能出現的風險及隱患等問題進行及時的處理，保證工程的順利開展和完成。下面介紹幾點兩種建筑結構的區別：

①兩種結構采用的材質不同。鋼筋和混凝土是混凝土框架的組成部分，因此該結構的自重比較大；而鋼結構主要是由鋼構件連接而成，相對于前者其比重較小。②抗震性能上看，根據相關研究，混凝土框架在地震災害中很少出現整棟樓倒塌的現象，主要是出現裂縫和局部的坍塌；而鋼結構就會經常出現變形和失穩等現象，且因為其整體性也較差，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，鋼結構因為

結構簡單，因此工程速度相對較快；而混凝土框架結構在工程施工時要在現場支模澆筑，且

該結構的預制構件工廠加工情況不多，鋼結構加工后的預制構件需要輸送到施工現場，在施工現場進行安裝、焊接。基于工程造價，混凝土框架結構明顯高于鋼結構，而在實際的施工中，要綜合考慮市場等多因素進行合理的選擇。

2混凝土框架頂層加建鋼結構設計的組成部分

2.1樓板設計

板樓設計中目前大多是選用的灌膠技術和鋼結構施工，這樣不僅可以有效提高建筑本身的牢固性、穩定性和安全性，還可以根據施工中出現的問題進行靈活的處理，確保工程的順利進行，并對工程質量進行保證。另外，板樓設計中進行加建多層時通常采用花紋鋼板或輕型樓板，以達到減小新增荷載對混凝土結構產生的影響。屋面大部分采用的是輕鋼屋蓋，以減小自重。同時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澆，從而提高整體建筑結構的穩固性與安全性。

2.2梁設計

要與國際設計標準相結合設計粱環節，同時兼顧實際設計的情況，對鋼構設計進行合理和科學的設計。在設計時應注意幾點：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計梁，確保梁結構具有較強的硬度計抗震性能。最后，設計扁梁時，要進行嚴格的計算和設計，確保扁梁結構具有合理性和科學性，采用雙向布置結構，保證梁中線和柱中線二者之間要重合，增強建筑工程整體結構的穩定性。

2.3柱設計

該環節的設計要求柱的截面必須嚴格符合設計的標準，只有這樣才能確保柱的設計具備合理性和科學性，增加鋼結構的穩定性，要嚴格遵循以下幾點：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，可通過化學螺栓將后加建的鋼柱腳植到混凝土中，并設計抗剪鍵。具體項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基礎承載重量構件設計

確保與建筑負荷能力、結構形式和施工狀況等結合設計基礎承載重量構件，從而保證設計的質量。如發現不合理及不符合要求的地方，要根據實際情況進行及時的修改，確保建筑工程整體的施工質量。

3結語

高層建筑工程過程中人們最為關注的話題即安全問題。現代建筑中廣泛應用到了加建鋼結構，這推動了建筑行業的快速發展。加建鋼結構增強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境，在保障居民的財產與生命安全方面也做出了巨大的貢獻。為了保證工程的安全，在建筑設計過程中不但要遵循框架設計的原則，也要對施工材料進行嚴格的選取，施工要選用經專業培訓的施工隊伍，另外施工中還要進行嚴格的監督監管，確保良好的工程建設質量，這樣才能對用戶的安全起到保障作用，促進建筑行業健康、嚴格的、可持續發展。

參考文獻：

[1]張健，劉葉桂.基于19個上海工業建筑遺產再利用的創意產業園內部空間重塑與擴建加建改造方式研究[J].華中建筑，2013，31（04）：165～170.

[2]孟艷平.預應力混凝土框架結構結構頂層邊柱設計研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013（26）： 88.

[3]錢稼茹，江棗，紀曉東.高軸壓比鋼管混凝土剪力墻抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2010（7）： 22-24.