轻钢直接加层的结构体系探讨.pdf

《轻钢直接加层的结构体系探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、文章编号：1009—9441(2011)12—0015—02轻钢直接加层的结构体系探讨口口关瑞(山西职业技术学院，山西太原030006)摘要：就国内现行的轻钢直接加层的结构体系进行了研究。轻钢加层结构具有制造安装周期短、工业化和商品化程度高的优点，而且这种结构维护简便，施工污染小，可回收利用，符合可持续发展战略要求，将成为旧建筑加层改造的主导方向。关键词：轻钢结构；直接加层；加层改造中图分类号：TU392．5文献标识码：A引言在我国，传统意义上的轻钢结构主要是指由圆钢、小角钢组成的小型或小跨度屋架、刚架结构，多用于小型厂房、仓储或临时性建筑。随着以变截面门式刚架和彩色压型钢板为标

2、志的新型钢结构体系的出现和应用，轻钢结构的概念发生了根本性变化。轻钢加层结构之所以成为加层体系中具有优势的一种结构体系，除了具有传统钢结构的所有优点外，更加突出了“轻”的特征，主要体现在：采用轻质围护结构，恒荷载及地震作用大幅度减小，基础也因此得以轻量化；采用先进的设计理论、高强度钢材、新型结构体系，因而优化了承重构件的截面，使得结构用钢量更少；采用标准化产品、工厂化制作、小型机具吊装，因而工人的劳动强度低，施工速度快，综合施工费用少；建筑造型轻巧美观，建筑表现能力更强。轻钢加层结构具有结构体系形式多样，适用于各种跨度、各种建筑物加层等优点，使许多原本不能加层的结构实现了加层改造

3、。相关规范的出台，使得轻钢加层在形式、技术、经验、管理等方面逐步地系统化、完整化。归纳起来讲，轻钢加层按结构形式可分为直接加层、外套加层和室内加层3种。其中轻钢直接加层在工程中应用得最为广泛。1门式刚架轻钢结构体系加层门式刚架轻钢结构直接加层指承重刚架直接支承在原房屋的钢筋混凝土柱或混凝土圈梁上(见图1)。柱脚连接有刚接和铰接两种形式，原房屋的结构布置往往决定加层结构的柱网尺寸，一般跨度可做到9—36m，柱距可为6—12m。图1门式刚架结构门式刚架结构体系为平面受力体系，梁柱构件多采用焊接H型钢等实腹式截面，为与梁、柱的弯矩图相吻合，可通过改变腹板高度的方法实现变截面。围护结构选

4、用集轻质、保温、防水于一体的复合型材料，维护外墙可采用彩钢复合板、钢丝网架水泥夹芯板、蒸压加气混凝土墙板(ALC板)、SRC复合保温墙板、玻璃纤维加强水泥外墙板和玻璃幕墙等；内墙可采用轻钢龙骨石膏板、加气混凝土轻质墙板、ALE轻质砌块和轻质改性石膏砌块等。门式刚架加层主要适合于矩形平面布置增加单层大空间加层的情况。2多层轻钢框架加层多层轻钢框架(见图2)适用于在原建筑上增加层数不多(增加层数<3层)的直接加层。图2多层轻钢结构建材技术与应用12／2011·15·多层轻钢框架体系属典型的柔性结构体系，其侧向刚度小，为保证加层结构的水平位移满足要求，需设置各种侧向支撑，或者结合电梯井

5、、楼梯间的设置，采用钢框架一混凝土剪力墙、钢框架一抗剪钢板剪力墙、钢框架一抗剪桁架结构等新体系。多层轻钢框架多采用热轧或焊接H型钢，当柱所受荷载较小时，也可采用热轧型钢或冷弯薄壁型钢。应按“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的一般原则设计。框架梁与柱在强轴方向采用刚接方式连接，在弱轴方向结合支撑布置采用铰接方式连接；主梁与次梁一般也采用铰接连接；现场拼接应尽可能采用高强螺栓连接，以保证施工质量。压型钢板一现浇混凝土组合楼板和预制预应力混凝土叠合楼板是目前多层轻钢结构楼板采用的形式。3网架结构加层网架结构具有受力合理、计算简便、刚度大、材料省、杆件单一、制造安装方便、空间造型灵活的优点，

6、是目前我国大中跨度建筑中使用最为广泛的一种结构形式。采用网架结构加层可以结合原有建筑物的功能及外观造型特点由杆件或节点形成任意空间形状，这是其他结构很难实现的。网架结构适合于需要空间传力，屋面形状为方形、圆形、不规则多边形等支撑条件比较复杂的情况如悬挑、开口等情况下的加层工程，例如高层公共建筑在裙房部分增设1层会议厅或大跨度房间。从施工角度来看，网架结构构件截面一般较小，便于运输吊装，因此，对于周围场地狭小或现场难以配备大型垂直吊装设备的高层建筑，选用网架结构加层是较为理想的结构形式。形或u形截面的圆弧单拱，然后将它们相互咬合，依次连接形成一种轻型筒壳结构。与传统结构相比，该结构

7、本身柔度大，结构计算时不能简化为刚性杆计算；在支座位置一般采用自攻螺栓将金属屋顶与下部结构相连，这种连接介于固接与铰接之间，不能简单地以铰接考虑。精确的计算方法是将支座视为有限刚度的弹性支座，但是计算其弹簧刚度又较繁复。目前国内的一些设计与施工单位在计算下部结构时，均偏保守地认为其弹簧刚度为零而将下部结构视为悬臂构件。该结构形式用于加层设计中具有独特的室内及室外空间效果，但由于起拱屋盖将产生一定的水平推力，且筒壳对于下部结构不能构成有效约束，因而在加层设计中下部支承柱一般按悬臂压