混凝土框架頂層加建鋼結構的設計思路分析

程曉衫 李玉龍 劉劍南

[摘要]文章主要根據混凝土框架頂層加建鋼結構的設計思路展開分析，首先介紹了工程背景，其次分析了加建工程發展現狀，最后從幾個方面分析了混凝土框架頂層加建鋼結構的設計思路，主要目的是提高混凝土框架頂層加建鋼結構的質量。

[關鍵詞]混凝土框架；頂層加建；鋼結構；模型參數 文章編號：2095-4085（2018）06-0053-02

混凝土是當前建筑中的必備材料之一，混凝土框架也是常見的結構類型之一，其穩固性是保證施工建筑質量的重要因素。當前的高層建筑中，大多會選擇以鋼結構的方式加建，從而達到提升建筑物的安全性與穩定性的目的。保證建筑物的質量，也是對居民生命與財產負責的體現。在混凝土框架頂層加建鋼結構需要科學的設計研究，保證混凝土框架的穩定，為建筑企業可持續發展奠定基礎。

1 工程背景介紹

某公司承包拓展建設辦公樓，需要在辦公樓的頂層以鋼結構的方式添加一層，辦公樓為三層的混凝土框架結構。該工程已經通過相關部門的審批，當前需要針對該工程概況，制定科學合理的結構方案設計[1]。設計中需保持外立面的協調性，構建輕鋼屋架體系。

2 加建工程發展現狀分析

加建工程在我國的發展相對較晚，還有很大的提升空間。城市化建設的背景下，我國開始對舊房進行改造與加建，許多加建工程項目逐漸被列人到我國城市規劃項目中，并且針對性制定了相應的管理規章制度。總體而言，我國加建工程發展前景良好，不斷有新型的材料與工藝融入其中，輕鋼結構也被積極應用于加建技術以提高加建工程質量，使加建類型與范圍得到拓展。

3 混凝土框架頂層加建結構設計思路

以工程研究背景為基礎，加建工程中主要結構為混凝土框架，因此需要將設計重點放在抗側力體系[2]。

3.1 注重混凝土柱與輕鋼屋架的連接

加建工程主要施工技術之一的輕鋼屋蓋設計必須保證其與混凝土柱的連接緊密，并保證剪力不釋放，混凝土柱的兩端都要安裝固定鉸支座。剪力釋放要求混凝土柱的一端安裝固定鉸支座，另一端需要安裝滑動鉸支座。全部釋放剪力要求在混凝土柱兩端全部安裝滑動鉸支座。首先觀察輕鋼屋蓋與混凝土柱之間的配筋數據對比（以剪力不釋放為主），混凝土柱的配筋率降低27.1%，橫梁則增加2.1%，剪力不釋放情況下，橫梁變化較小，混凝土結構則需要重新配筋。輕鋼屋蓋相對混凝土柱的彎矩最大絕對值而言，剪力不釋放情況下部分剪力得到釋放，其彎矩計算結果增加2.6%，混凝土柱彎矩卻降低了42.4%，而在剪力完全釋放時，計算結果增加4.2%，但混凝土彎矩卻降低了66.98%。再對比兩者的軸力，結果是混凝土柱與加建工程中的基礎頂軸力并沒有發生明顯的變化。對兩者的剪力進行對比，發現在剪力不釋放情況下，仍有部分剪力釋放，混凝土柱的剪力降低26.9%，剪力完全釋放的情況下，混凝土柱的剪力降低36.3%。從上述內容可知，輕鋼屋蓋與混凝土柱不同的連接方式對輕鋼屋蓋影響較小，但是混凝土柱中的配筋、剪力、彎矩等卻影響明顯。

3.2 模型參數

輕鋼屋蓋因為其本身屬于彈性樓蓋，所以其抗震性能需要計算到模型參數中，假定不可采用鋼性樓板，風荷載便需要人工調整。

3.3 鋼梁計算規范的確定

鋼梁計算規范的確定也是頂層加建工程中的重要設計內容。因為鋼梁屬于壓彎構件，所以依據鋼梁驗算時，必須清晰鋼梁的強度，保證其穩定性。同時還需確定鋼梁的軸力項，保證其不會影響整體工程質量。對變截面構件也要詳細處理[3]，加建工程質量對變截面構件強度非常敏感，應進行力學性能分析確保鋼梁強度與穩定性。

3.4 混凝土柱頂與鋼梁節點

混凝土柱頂與鋼梁節點的連接過程需要確保梁柱同時開展現澆工作，同時節點位置還需要設置箍筋與安裝栓釘，確保連接緊密。提前在柱中預埋節點構件，確保安裝安全。并且混凝土柱與鋼梁的腹板必須提升固定度，強化螺栓連接，對鋼結構進行焊接，如果單純用鉸接方式進行處理，將會影響結構穩定性，因此需要以固定或滑動的方式進行調整。

4 結語

綜上所述，加建工程近些年發展迅速，為城市化建設做出突出的貢獻。混凝土框架頂層加建鋼結構工程的設計需要將混凝土柱與輕鋼屋蓋的彎矩、剪力等詳細計算，注重節點連接，以提高頂層加建工程質量。

參考文獻：

[1]郭海臣.混凝土框架頂層加建鋼結構設計探析[J].建材與裝飾，2017，（44）：94.

[2]胡志明，岳任杰，范志燕.棍凝土結構屋頂加建輕鋼結構設計探索[J].中國建材科技，2017，26（01）：91，100.

[3]鐘運秋.混凝土框架頂層加建鋼結構設計探析[J].有色金屬文摘，2015，30（01）：34-35.