框架结构加层与改造加固设计分析.doc

'学无止境框架结构加层与改造加固设计分析摘要：以某混凝土框架结构门诊楼加层改造为工程背景，在6层框架结构顶部增加一层钢结构，通过对结构的检测鉴定及计算分析，加层后，部分框架柱轴压比不满足规范要求，部分框架柱和混凝土梁承载力不满足规范要求。对原结构进行加固后，分别采用PKPM软件和Midas软件对加层前后结构进行对比分析，结果表明：周期、剪重比、最大层间位移角能够满足规范要求。关键词：框架结构；加层；加固；钢结构；分析随着社会经济的快速发展，存在既有房屋加层改造情况，这样既不用多占土地，建筑面积也能相应增加，而且建设周期短、投资小、见效快。很多学者和工程技术人员对结构加层加固设计进行了研究和分析[1-3]，本文通过对框架结构顶部增加一层钢结构以后进行整体分析，通过加固能够满足规范要求，为今后类似的不同结构形式的结构整体计算提供参考。1工程概况某医院门诊楼位于张家口市宣化区，为地上六层框架结构建筑物，CFG桩复合地基，柱下独立基础，建筑面积约6440㎡，建于2009年，结构设计使用年限为50年，安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅲ类，设计特征周期为0.40s。现拟在六层顶加一层钢框架结构，接建层功能为病房，层高2.8m，柱网与原有建筑物相同，屋面采用74mm～150mm厚压型钢板-钢筋混凝土组合屋面板。2接层钢结构方案该门诊楼接建层为一层钢框架结构，柱、梁均为热轧H型钢，屋面为压型钢板-钢筋混凝土组合屋面板。钢结构与原构件采用铰接连接，埋件需采用化学锚栓与原有结构连接，连接所需锚栓根数较少，对原有结构造成的破坏和影响较小。3接层后整体结构计算及分析2 学无止境3.1计算模型。考虑本工程的特点，采用中国建筑科学研究院PKPM软件和北京迈达斯技术有限公司MIDASBuilding结构大师软件进行对比计算。3.2周期计算结果。3.3基底剪力计算结果。3.4最大层间位移角比较。3.5接层后整体结构安全性评价。由以上计算结果可知：（1）原结构接建后周期较接建前加长，平动系数、扭转系数与接建前一致。（2）接建部分延长结构周期，减小地震影响系数，从而达到减小结构地震作用的目的。经接建前后基底剪力分析可知：接建后结构质量的增加，并没有使结构承受的地震作用增大。（3）经复核，主体结构接建前后，结构剪重比、位移均满足现行规范要求。4结束语4.1接层后属于混合结构，现行抗震规范不包括此种结构型式，属超规范建筑物，因此，采用不同软件计算模型十分有必要。4.2顶部钢结构加层后，结构的整体、质量、刚度与周期都会发生变化，对加层结构设计时，应考虑到加层后整体结构的动力特性与原结构的变化，仅对加层结构进行设计是不安全的，必须对建筑物整体进行考虑，必要时对下部结构进行加固处理。2'