外套增层结构在接层改造中的合理设计与应用

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1、外套增层结构在接层改造中的合理设计与应用黑龙江省建筑设计研究院哈尔滨150080【摘要】正确选择结构形式是房屋增层设计中的一个极为重要的问题，合理选择加层方案使新旧结构保持整体性，共同受力，既要保证房屋使用安全，乂赋予建筑物新的使用功能。木文以实际工程为例阐述了外套框架增层技术在改造中的应用，具体加固改造方法的设计和实施。【关键词】框架结构；外套增层结构；抗侧刚度随着社会的发展和时间的流逝，近年来已有建筑物修复改造的工程在不断增加，改造就是指对旧的建筑物或结构、构件等进行改建，扩大建筑空间，使其适应新的功能和

2、需要。如何保证旧有建筑和新增层建筑的安全可靠至关重要，选用错误的结构形式，造成不符合抗震要求，或不可行，或造价高，或不能保证房屋使用安全，给加层房屋留下严重后患，所以加层方案的可行性、安全性和经济合理性至关重要。其中房屋增层改造设计就是比较常见的一种，增层结构形式一般归为四类，即直接增层类、外套增层类、室内增层类、地下增层类。外套增层式改造结构体系的上部结构由外框柱、横向大跨梁、纵向联系梁、现浇楼板等结构构件组成，下面以具体工程为例介绍外套增层类改造在实际工程中的应用。1工程概况木工程为木市某银行营业用房工程

3、，原建筑为二层框架结构，建筑物长60.90m、宽14.40m、高12.00m,其中一层为砖混、框架混合结构，纵横向承重墙均为红砖，墙上圈梁与框架梁一起整浇，整体性较好，二层为纯框架结构，上下两层框架梁柱具有完整的抗侧力体系，楼板为预制板，梁跨度为14.40m,并外挑2.120m。基础形式采用天然基础，墙下条基、柱下独立基础。建设单位经专业机构鉴定后确定现有建筑按图施工，混凝土及砂浆强度均达到设计强度。根据建设单位要求，拟在原二层以上新接建一层用途为阶梯式大会议室，层高约7.8m，跨度为16.80m。由于新建部

4、分使用功能的要求，看台处局部还设有夹层，楼板增加荷载较大，原二层顶大跨预制双T板不能满足新增楼板荷载要求，经初步估算改造户房屋整体荷载比原建筑约增加50%。此外建设单位还要求改造期间原有建筑维持正常使用。2加固改造结构选型经过对旧有房屋的现状鉴定和改造方案讨论后，决定采用外套增层结构方案对原有建筑进行改造，使新旧房屋离而不分、相互连接，形成整体，屋面采用轻钢网架楼盖、由专业厂家设计。这种结构形式具有对旧奋房屋使用影响小、加高层高和建筑平面设计不受限制、建筑立面可按全新设计、具冇投资少、工期短等优点。存在的缺点

5、是重心偏高、上刚下柔的问题，因此应采取相应措施减小或消除这些不利影响。对原有建筑进行外套增层改造，首先要解决新旧房屋间的可靠连接问题,由于场地条件和上层功能要求等因素限制，接层新增柱与原有房屋柱间距为1.5米左右，新增柱间、新旧柱间在一层原楼板顶标高处用梁进行可靠拉结，避免外套框架形成柔弱底层。一层顶板标高设置拉梁后减小了外套框架底层柱的长细比,提高加层结构下部的抗侧刚度，增强房屋整体性，保证在地震作用下，新旧结构保持整体性，共同受力。3加固改造措施3.1楼板改造由于原建筑二层屋顶为预制双T板，不能满足新增阶

6、梯会议室使用功能的荷载要求，楼板加固改造或拆除都不是理想方案，经研究最佳方案为人会议室底板重置现浇混凝土梁板结构体系，梁下最低点处与原结构楼面预留50mm空隙，这样既能不拆除原有建筑屋面板，又能满足甲方要求，施工期间尽量保障原建筑的使用功能。新增柱距跨度为16.770m,梁高的增加会减小建筑使用的浄高，所以决定三层地面新增横向主梁采用预应力梁，断面约为800*750,沿纵向设置非预应力次梁，断面为250*700;楼板厚120mm,标高随会议地面标高；冋吋解决了梁挠度和净高要求。为减轻柱下荷载，新增人会议室屋面

7、采用轻钢网架结构。整体结构计算简图如图1.3.2新增梁与原奋柱连接的节点处理方法新增设梁与原有柱连接时需增设梁窝，为确保现冇结构的安全、柱内凿梁窩吋严禁使用铁锤，必须使用相应的机具进行切割，避免对现奋结构产生过大震动，避免损伤原结构主筋。在新旧混凝土结合部位表面砬进行凿毛，除去浮渣、尘土，冲洗干净，涂刷水灰比宜为0.4〜0.45的水泥浆一层，并用比原冇柱高一个标号的混凝土浇筑新增梁，梁内钢筋采用钻孔植筋法植入原有框架柱内。3.3基础改造按上诉简化模型对增层加柱后的房屋进行结构整体计算后，首层梁及外侧柱的内力没

8、有明显增大，各项控制指标均满足规范要求。由于新增柱与原奋柱间距的限制，新增柱传到柱底内力需要的基底面积与原奋柱下基础碰撞，因此需要对原有基础进行加固改造，基础部分可采用等效复合基础的方法，把基础交界结合部位表面进行凿毛，采取梁柱交界处同样处理方法，使新增柱下独立基础与原有建筑独立基础相结合，扩大基础底面积，新柱与原有柱共用一个基础后，整体受力，满足计算荷载要求。地基加固处理后既能满足新建筑物承载力的