加层轻型钢结构校核

加层轻型钢结构校核

现在，由于城市用地的稀密性，在原建筑中使用轻钢加固层，扩大原建筑的使用面积。个别建设单位认为轻型钢结构较轻,在原建筑物上加层轻型钢结构不会对结构安全产生影响,这种认识不全面也无根据,必须经过具体设计才能得出科学判断。轻型钢结构加层对原结构的影响程度除取决于增加轻型钢结构的层数及使用功能外,还取决于原建筑物层数、结构形式、建造年限、原建筑物功能、周围环境影响等因素。对具体工程要做具体分析。任何一个建筑物都关系到人身和财产的安全,所有加层轻型钢结构工程必须认真进行以下各种校核。1积极判定原建筑承载能力削弱程度首先了解建造年限、结构外观风化程度、基础碱蚀程度,对砖混结构现状需逐条轴线进行检查。在新疆地区,地下水硫酸盐含量较高,对建筑物有较强腐蚀性,不仅对原建筑物地上墙体有腐蚀性,对地下基础也有较强腐蚀性,一定要认真做出全面评定,判定原建筑承载能力削弱程度。还要对混凝土结构板、梁、柱混凝土实际强度进行检测,做出定量评定,给结构校核提供实际的材料强度依据。2结构设计与改进2.1屋顶叠顶板载压过大,其屋顶板更符合楼下规划原建筑物屋顶板设计中只采用自重、保温层、防水层等恒载以及使用活荷载与雪载中较大的荷载组合。除屋顶花园、上人屋顶、高寒地区雪载外,一般雪荷载均小于不上人屋顶荷载,其屋顶预制板允许荷载等级一般低于楼层预制板允许荷载等级,现浇屋顶板其配筋量也低于楼层板。加层后将其屋顶板变为室内楼板,原来不上人屋顶板变为楼层板,原建筑物屋顶板承载能力一般不能满足楼层板使用要求。如果加层后作为会议室、图书阅览室、文娱活动室,原屋顶板承载能力可能相差甚远。此外还应详细了解加层轻型钢结构的施工方案,屋顶是否有较重堆载的可能,应限制施工时较重堆载及冲击荷载对屋顶板的影响。2.2严格控制地震荷载,保证结构安全原建筑物不论是混凝土结构还是砖混结构,均沿柱网或轴线设置一定数量的柱子或墙体,其恒载、活载、风载、地震荷载由原承重结构共同承担,而加层轻型钢结构,为发挥其结构优点往往做成大柱网,甚至做成门式刚架结构,将加层的所有荷载由少量边柱或外墙承担,尤其在新疆高寒地区,雪载、风载都很大,有的地区抗震设防烈度也很高,加层后对原建筑物边柱或外墙产生的内力超过原建筑物承载能力,所以必须进行认真校核,保证结构安全。2.3国内对加层钢结构的设计由于加层使建筑物高度及总质量增加,所以原建筑物的振型、周期都有相应改变,构件内力相应增加,应将加层部分与原建筑物作为一个整体进行抗震设计。有些设计单位简单地将加层轻型钢结构单独计算,而且边界条件当作地面建筑,假定为固端,忽略了原建筑物顶部在地震力作用下的位移,影响上部加层钢结构的内力。对于在高层钢筋混凝土结构上加层轻型钢结构,还应考虑刚度突变对构件内力的影响,尤其在抗震设防烈度较高地区,须与原建筑一起进行整体计算。2.4基础宽度和配筋原建筑勘察深度、地基处理方案、基础设计方案,是根据建筑物结构形式,建造层数确定的,当加层后增加原建筑物总高度及总质量,即加大原基础反力,首先应校核原基础宽度和基础配筋是否满足建筑物加层后的要求。有时基础宽度和配筋虽然能满足建筑物加层后的要求,但由于基础压力增大,对地基影响深度加深,有时会影响到基础下面软弱下卧层,有时持力层满足要求,软弱下卧层却不满足要求,尤其在沿海地区许多城市地质上存在软弱下卧层,应引起足够重视。原建筑各轴线基础宽度及配筋各不相同,其目的是使各基础对地基产生的压力接近,保证房屋均匀沉降,不至于使上部承重结构或建筑装饰产生裂缝。当加层后可能导致原建筑物基底反力不均,使得沉降不均,可能使原建筑物承重结构或建筑装饰产生裂缝,在沿海软土地基区域更要引起重视。3加层方案的确定消防通道设计是建筑消防设计的主要内容,直接关系到失火时建筑物内人员能否在短时间内顺利撤离。为了保证建筑物内人员的生命安全,消防通道总宽度要根据建筑物层数、使用功能、使用人数,依据《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)或《高层民用建筑防火规范》(GBJ50045-95)设计确定。建筑物加层后,首先是使用人数增多,应校核原建筑物消防通道宽度及布置是否满足加层后的要求。如果是加层后改变了原建筑物使用功能,应以新的功能标准进行校核,比如原建筑物是仓库或办公楼,加层后变为娱乐场所或会议室;原建筑物是非易燃品仓库加层后变为易燃品仓库,原建筑物耐火等级可能不满足新的功能要求。有时原建筑物加层后,因建筑物总高度增加,可能由多层建筑变为高层建筑,消防设计使用的规范也不同,由“规范”(GBJ16-87)设计改用“规范”(GBJ50045-95)校核,这是一项十分重要的校核项目。4消防设施校核当加层后建筑物总面积加大,总高度增高,应校核原消防设施是否满足要求,比如对原消防管道直径,消防泵扬程,消防储水池容量等必须认真校核,这是关系到人身生命和财产安全的大事。5施工设计与校核在原建筑物上设轻型钢结构加层,施工时遵守的原则就是:不能因加层施工而降低原建筑物所有构件的安全度。为此,除对轻型钢结构加层及原建筑物进行全面设计与校核外,还应对原建筑物进行施工设计与校核,比如轻型钢结构加层在原建筑物上的锚固必然要对原建筑物剔凿,放置埋件或锚栓,砖混结构剔凿后,对原建筑物屋面梁的支座长度有影响,梁的锚固钢筋暴露,受拉钢筋锚固长度减少。尤其是钢筋混凝土框架梁和柱为刚接,当剔凿后梁和柱变为铰接,加大了梁的跨中弯矩,受力状态发生变化,必须进行校核。加层后原来的屋顶变为楼层,楼梯要接建,接建楼梯时必然要揭开原屋顶的部分屋面板,接建楼梯的锚固对原建筑物的影响,一定要认真校核,保证结构安全。6加层对楼的线网间距的影响由于原建筑物层数增加,首先应交消防部门审核消防通道和消防设施,其次是规划部门审核加层后与周围建筑物之间的间距是否满足规划间距要求,是否会因加层影响后楼的采光。若周围是商品房,因前楼加高改变了业主购房时的环境,通常是不允许的,有时加层后可能不存在遮挡和采光问题,但加层后可能改变了建筑物的功能引起纠纷。所以建设单位拟在原建筑物上设轻型钢结构加层必须经过审批程序,设计单位最好在初步设计审批后再进行施工图设计。7设计程序复杂要取得以上校核项目的原始资料,最好委托建筑物原设计单位设计。只有原设计单位,才能拥有原建筑物的地勘资料、计算资料、全套施工图纸以及施工中变更资料。对于建造年限较久,且原始资料已丢失的建筑物,如果盲目地加层会给整体建筑物留下极大安全隐患。对于建设单位可能不了解设计程序,对盲目加层带来的不良后果估计不足,所以设计人员必须严把设计关。工作中经常遇到,拟加层轻型钢结构的建设单位委托轻型钢结构专项设计资质的单位设计,由于轻型钢结构专项资质设计单位很难取得校核所需全套资料,也没有多专业综合设计能力,更