框架結(jié)構(gòu)房屋的施工技術(shù)探討

1、<p>　　框架結(jié)構(gòu)房屋的施工技術(shù)探討</p><p>　　[摘 要]本文從總則、一般規(guī)定、結(jié)構(gòu)型式、材料選擇、柱軸壓比限值與梁板截面選擇、其它等6個(gè)方面提出了套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)與施工建議，同時(shí)還分析了國(guó)內(nèi)外增層工程實(shí)踐情況，可為既有房屋采用預(yù)應(yīng)力混凝土框架套建增層提供參考依據(jù)。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]套建增層 框架結(jié)構(gòu) 施工技術(shù) </p>

2、;<p>　　中圖分類號(hào)：TU357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）25-0139-01 </p><p><b>　　1.引言 </b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)房屋套建增層，不但可使土地上房屋容積率增大幾倍到十幾倍，達(dá)到有效利用國(guó)土資源的目的，而且可使房屋的造型與周圍新建房屋相協(xié)調(diào)，達(dá)到對(duì)既有房屋進(jìn)行現(xiàn)代化改造的目的，提

3、升城市現(xiàn)代化的整體水平。 </p><p>　　我國(guó)雖然開(kāi)展了一些既有房屋的套建增層實(shí)踐，但系統(tǒng)的理論與試驗(yàn)研究尚需進(jìn)一步深入。例如，東南大學(xué)宋健闡述了外套框架加層設(shè)計(jì)的一些基本要求并給出了外套一支撐框架加層結(jié)構(gòu)、外套框架一剪力墻加層結(jié)構(gòu)、外套框架一舊框架短梁連接加層結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)方法和施工方法。 </p><p>　　另外，四川省建筑科學(xué)研究院主持編制了《磚混結(jié)構(gòu)房屋加層技術(shù)規(guī)范》（CEC

4、S78：96）。在該規(guī)范中論述了加層的基本原則、直接加層法和外套結(jié)構(gòu)加層法等內(nèi)容。其中外套結(jié)構(gòu)加層法中論述了可采用的幾種結(jié)構(gòu)體系：如可采用在原房屋外套“底層框架一剪力墻，上部各層為磚混結(jié)構(gòu)”、“底層框架一剪力墻，上部各層為框架結(jié)構(gòu)”、“底層及上部各層均為框架結(jié)構(gòu)”等，并對(duì)外套結(jié)構(gòu)房屋總高度和總層數(shù)進(jìn)行了限制。但所提限值是根據(jù)全國(guó)各地已建成的分離式加層結(jié)構(gòu)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參考相關(guān)規(guī)范而制定的，沒(méi)有可靠的理論依據(jù)。 </p>&l

5、t;p>　　2.套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)與施工建議 </p><p><b>　　2.1 總則 </b></p><p>　　為了在預(yù)應(yīng)力混凝土框架套建增層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理，確保質(zhì)量，提出本方案。 </p><p><b>　　2.2 一般規(guī)定 </b>&

6、lt;/p><p>　?。?）對(duì)既有房屋進(jìn)行套建增層改造必須在充分論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 </p><p>　?。?）對(duì)既有房屋進(jìn)行套建增層改造原則上應(yīng)能保證在套建增層施工過(guò)程中原房屋的正常使用。 </p><p>　?。?）對(duì)既有房屋進(jìn)行套建增層改造應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力與施工措施的一體化。 </p><p>　?。?）經(jīng)套建增層改造的房屋結(jié)構(gòu)的安全

7、性、耐久性和適用性原則上不低于現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p><b>　　2.3 結(jié)構(gòu)型式 </b></p><p>　?。?）套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架柱仍可采用普通鋼筋混凝土框架柱。 </p><p>　?。?）套建增層結(jié)構(gòu)一層頂框架梁采用內(nèi)置鋼析架預(yù)應(yīng)力混凝土組合框架梁，通過(guò)在（預(yù)應(yīng)力）鋼桁架下側(cè)掛底模，并以底模為支承設(shè)置側(cè)模，來(lái)實(shí)現(xiàn)在澆

8、筑混凝土過(guò)程中由（預(yù)應(yīng)力）鋼桁架承擔(dān)梁自重和施工荷載。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值的75%以上時(shí)，張拉梁體內(nèi)曲線布置的預(yù)應(yīng)力筋，形成預(yù)應(yīng)力鋼析架一混凝土組合框架梁。 </p><p>　?。?）框架節(jié)點(diǎn)仍按普通預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點(diǎn)對(duì)待。 </p><p>　?。?）套建增層結(jié)構(gòu)一層頂?shù)拇瘟翰捎脙?nèi)置鋼箱――混凝土組合梁，內(nèi)置鋼箱可由二槽鋼對(duì)焊而成。通過(guò)在鋼箱下側(cè)掛底模，并以底模為支承設(shè)側(cè)模來(lái)實(shí)

9、現(xiàn)施工過(guò)程中由鋼箱來(lái)承擔(dān)次梁自重和施工荷載，在使用階段內(nèi)置鋼箱與其外圍鋼筋混凝土以組合梁的形式開(kāi)展工作。 </p><p>　?。?）板為普通混凝土板，但垂直于次梁內(nèi)置鋼箱焊接槽鋼作主楞，在主楞上布置木方作次楞，在次楞上鋪放板底模，這樣在施工過(guò)程中板的荷載直接傳給次梁。 </p><p><b>　　2.4 材料選擇 </b></p><p>

10、　　（1）套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的材料選擇原則上與新建預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋相同。 </p><p>　?。?）新增套建增層結(jié)構(gòu)一層頂?shù)膬?nèi)置鋼析架與鋼箱用型鋼及焊縫用焊條應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CB50017一2003）的要求。 </p><p>　　2.5 梁板截面尺寸選擇 </p><p>　?。?）關(guān)于套建增層框架抗震構(gòu)造等級(jí)的劃分原則上與新建房

11、屋用預(yù)應(yīng)力混凝土框架相同，但對(duì)于8度抗震設(shè)防區(qū)處于11類、111類場(chǎng)地土的套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)新增套建結(jié)構(gòu)底層結(jié)構(gòu)層高為7.0m、7.5m，上部套建增層層數(shù)為2層時(shí)，其柱的內(nèi)力增大系數(shù)按一級(jí)抗震框架柱取用柱的內(nèi)力增大系數(shù)，相應(yīng)的梁、柱及節(jié)點(diǎn)的抗震構(gòu)造等級(jí)也按一級(jí)對(duì)待。 </p><p>　?。?）梁板尺寸選擇與新建房屋結(jié)構(gòu)相同 </p><p><b>　　2.6

12、 其它 </b></p><p>　?。?）在設(shè)計(jì)內(nèi)置鋼析架預(yù)應(yīng)力混凝土組合框架梁和內(nèi)置鋼箱混凝土組合梁時(shí)要合理考慮型鋼的兩階段受力。 </p><p>　?。?）次梁的內(nèi)置鋼箱通過(guò)連接焊板與框架梁應(yīng)有可靠的連接。 </p><p>　　（3）框架梁的內(nèi)置鋼析架及次梁的內(nèi)置鋼箱的安裝就位應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CB50205一2001）的要

13、求。 </p><p>　?。?）套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架的抗震構(gòu)造等級(jí)的劃分應(yīng)符合上述第61條要求。各抗震構(gòu)造等級(jí)的套建增層預(yù)應(yīng)力混凝土框架應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ140一2004）的相關(guān)計(jì)算要求和構(gòu)造要求。 </p><p>　　3.我國(guó)增層工程實(shí)踐案例 </p><p>　　原紡織工業(yè)部辦公樓 （由三層增至五層）。為解決外套框架上剛下柔問(wèn)

14、題，在原磚混結(jié)構(gòu)局部橫墻處采用鋼筋混凝土夾板墻加固，夾板墻直通到頂，在上部新增樓層變成鋼筋混凝土剪力墻。原樓梯間也采用夾板墻加固，直通頂層形成筒體。通過(guò)該方法將增層與對(duì)原結(jié)構(gòu)加固有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。 </p><p>　　陽(yáng)泉市信托投資公司紅樓加層工程，將四層框架加至十三層。原建筑為4層框架結(jié)構(gòu)房屋，總高度為17.5m，外輪廓尺寸為29m*26.60m，位于陽(yáng)泉鬧市區(qū)。業(yè)主要求在建設(shè)期間不能影響下部4層商場(chǎng)正常營(yíng)業(yè)。

15、最終方案為在五層和九層設(shè)承托轉(zhuǎn)換層，每個(gè)轉(zhuǎn)換層分別承擔(dān)上部3層子框架荷載，每側(cè)各設(shè)4個(gè)巨型柱，周邊采用裙梁相連接，形成框筒體系抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)增大屋面梁的剛度，從而形成外套巨型框架內(nèi)部為子框架的結(jié)構(gòu)體系。底層轉(zhuǎn)換層施工時(shí)利用原建筑框架柱和基礎(chǔ)的富余部分承載力，通過(guò)簡(jiǎn)支在原框架柱上的鋼析架來(lái)承托底層轉(zhuǎn)換層及其子框架的自重及施工荷載。第二個(gè)轉(zhuǎn)換層及子框架的自重及施工荷載通過(guò)設(shè)置層層支撐傳遞給底層轉(zhuǎn)換層。 </p><p

16、>　　北京市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)的北京日?qǐng)?bào)社綜合業(yè)務(wù)樓接層工程采用了在原四層磚混辦公樓外套建四層的組合框架。原建筑地上四層，地下一層，建筑面積為6150m2。為減輕自重，套建框架結(jié)構(gòu)房屋的主次梁均采用鋼結(jié)構(gòu)。利用原屋面做新增樓層的樓面，以一層主梁托兩層樓蓋。主梁為鋼板組合焊接工字梁，梁高1m。托層梁用I40工字鋼。柱子采用了鋼骨混凝土柱。 </p><p>　　鐵道部第四勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的某科研設(shè)計(jì)大樓加層工程

17、采用在原四層磚混結(jié)構(gòu)房屋外套兩層預(yù)應(yīng)力巨型框架，其巨型框架內(nèi)含六層子框架。結(jié)構(gòu)剖面其中考慮了分期分批張拉預(yù)應(yīng)力筋及模擬施工過(guò)程對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的影響，但針對(duì)罕遇地震下的結(jié)構(gòu)性能未涉及。 </p><p>　　中南建筑設(shè)計(jì)院的曾華卿和許敏嘗試將外套鋼筋混凝土空腹析架用于既有房屋套建增層中，其空腹部分作為樓層，可降低層高，減小工程造價(jià)，但文中對(duì)上剛下柔的空腹析架式框架未考慮抗震設(shè)計(jì)。 </p><p&g

18、t;　　此外，國(guó)內(nèi)其他單位也開(kāi)展了一定的套建增層工程實(shí)踐，這里就不一一列舉。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 張雷明，劉西拉.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)倒塌分析的前沿研究[J]，地震工程與工程振動(dòng)，2003，23（3）：47一52. </p><p>　　[2] 傅學(xué)怡.整澆鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念探究―

19、來(lái)自臺(tái)灣、阪神和阿拉斯加等地震震害的啟示[J].建筑結(jié)構(gòu).2005，（5）. </p><p>　　[3] 楊紅，韋峰，白紹良，王珍.柱增強(qiáng)系數(shù)取值對(duì)鋼筋混凝土抗震框架塑性鉸機(jī)構(gòu)的控制效果[J]，工程力學(xué)，2005，22（2）：155一161. </p><p>　　[4] 焦振剛，陶學(xué)康.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能及設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的探討[J].工程抗震，2000，（3）：19一26.<