建筑工程室内钢结构加层设计探讨.pdf

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1、建筑工程室内钢结构加层设计探讨■张玉一合肥工业大学建筑设计研究院。安徽合肥230000摘要：随着我国建筑行业的飞速发展，各种新型结掏的应用。有效的提高的建筑的质量．促进建筑业的发展。而钢框架和混凝土框架是室内加层结构的两种结构方式．在建筑工程室内加层设计中得到了广泛的应用。本位将结合工程实例，通过对比两种室内加层结构方式的周期、地震剪力、层间位移侧角等技术指标．分析了两种结构的优缺点，进而探讨了适合建筑工程室内加层设计的钢结构体系．以期对建筑工程室内钢结构加层设计的发展有所启示和借鉴关键词：建筑工程室内加层钢结构设计探讨前言建筑的主要功能之一便是舒适度，

2、因此，在建筑工程满足安全和舒适度的同时，在对室内加层的设置时，需要满足建筑净空的要求，这就要求设计合理的室内加层结构形式．并选取合适的结构材料和结构构件截面，从而保证建筑功能的最大限度的实现：而钢筋混泥土和钢材是现代建筑的主要原材料，由于室内加层受到整个主体建筑的布局和设计载荷等因素的制约，这就要求室内加层需要有较轻的自重，并且需要强度高、截面小，同时还需要满足环保的要求。而钢结构室内加层技术具有布局灵活、自重轻、轻度高、延性好、截面小、对主体结构影响小等特点，并且材料可回收利用．符合可持续发展的战略要求，使得钢结构成为室内加层结构的理想选择。1建筑室内

3、钢结构加层设计的应用工程实例1．1工程介绍：如下表一所示：表一某综合商业楼层数／高结构体系基础类型主粱界边梁截楼板度(m)面尺寸厚度钢筋混凝土55rm×踟bm某综合12／62框架——核平板式和50cmx80cm×60cm20cm商业楼心筒结构体筏板60‘、m系，对称双塔其中，l～2层为裙房．商业用途，3一12层为商住综合用途。建筑的主体结构柱、墙等竖直构件混凝土强度为c40，梁、板等水平构件为混凝土强度等级为C35，钢梁、钢柱采用Q235：1．2未加层前和加层后的载荷条件。分别如下表二、三所示表二：未加层前荷载条件主体结构楼面恒活载标准值标准层固定隔荷载

4、(KN／耐)(K、／nf)墙线荷载(KN／rr『)454．06．4表三：加层后荷载条件主体结构标准层加层楼板加层恒加层加层钢梁、楼面恒荷载活载值固定隔墙自重荷载值活载值钢柱自重线荷载(KN／耐)(KN／frf)(KN／耐)(KN／斫)粱上：3．2；2．020150．72．0O．3梁下：3．22建筑室内加层钢结构设计的研究方法建筑工程室内加层结构设计主要有钢框架和混凝土框架两种结构形式，通常我们可以通过以下方法来对室内加层钢结构设计研究：(1)多方案理论对比研究法。与钢结构室内加层结构相比，钢筋混凝土室内加层结构的自重和刚度都较大，这样可能会导致主体结构的

5、部分构件如柱、强等荷载增大，延性减小．抗震性能有所减弱，安全效果不理想。通常我们可以通过对不同的室内加层结构体系进行方案对比．从而给定设计的参数和准则．这样有利于设计的计算和技术的推广．(2)数值计算模拟仿真分析法。该种分析方法主要运用相关软件对不同的室内加层结构方案建立计算模型．并进行比较分析研究。通常可以先用PKPM软件建立计算模型，然后用sATWE软件进行计算。3钢框架结构和混凝土框架结构室内加层设计的对比研究通过上述研究方法，我们对上述工程实例进行不同结构的室内加层设计，进而对比两者加层后的效果。(1)钢框架结构室内加层方案。针对建筑的实际条件和

6、主体结构的布置，使用钢结构来对室内加层：为了钢设置钢柱脚底板的方便与可靠，在主体建筑结构体系的框架梁上设置钢柱，并根据建筑室内的额分隔来设置钢柱柱网，使钢柱截面宽与隔墙厚度保持一致，取值20cm，保证钢柱的的布置不影响建筑的效果。同时为了保证建筑净空的高度，多数钢梁截面高应小于等于35cm。如图1所示：一i—KlI=_1卜●-I’r-●二tj’。F一●I＼ln／／，I。●·I／L：}}j—T—11●，●图l钢框架结构加层平面图从图中我们看出，加层结构的水平方向跨度相对较大为llm，并且刚度较弱，则．在加层设计时需要加强该方向的抗震性设计。而在EH轴和3、

7、4轴，5、6轴之间的区域，应加大箱型钢柱截面的厚度，与中间的核心筒形成双口型加强区。口型外连接的箱型钢柱截面厚度也应加大。其余钢柱截面厚度满足需求即可。(2)混凝土框架结构室内加层设计方案。选取混凝土框架柱截面的最小宽度为30cm，由于加层结构混凝土柱底荷载较大，容易导致建筑主体结构楼面难以承受，依据主体结构的平面布置，可不另设混凝土柱，框架梁截面宽度取20cm。同样水平跨度较大为llm，需要加强该方向的抗震设计：而水平方向的加层结构易加大框架梁截面高度。由于混凝土框架结构的自重较大，这样容易增加建筑的基础载荷．截面高度大，很难满足净空的要求，也不方便以

8、后室内的改造。在经过精确的计算后，采用两种方案加层结构构件的截面尺寸如下表四、五