既有建筑轻钢增层结构的设计与应用
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摘要：钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋增层与改造形式，在技术、经济以及安全性等方面较混凝土结构具有明显的优点。本文介绍了轻钢增层结构的研究现状和发展优势，并对既有建筑轻钢增层结构的设计与应用提出了自己的看法。
关键词：既有建筑 加层改造 抗震性能 计算模型
一、既有建筑加层改造在我国的发展及应用
国内对既有房屋的加层改造的研究的是比较早的，其中具有代表性的既有建筑加层改造工程为1915年的上海工艺美术品服务部的旧建筑改建，该改造项目工程是我国对既有建筑进行加层改造最早的工程之一，也是既有建筑加层改造工程加层层数最多的建筑物之一[1]。它把最初的二层钢筋混凝土框架结构，陆续进行了三次加层改造，逐步加层到四层，五层，六层的新建筑结构，大概在1949年以前全面完成加层改造任务。该工程的实践为我国在加层改造方面的理论研究和工程实践工作和我国以后的加层改造工程留下了宝贵的实践经验和技术资料[2,3]。此后，我国的房屋加层改造技术发展就非常缓慢了，一直到上世纪70年代我国的房屋加层改造技术才迅速发展起来，全国各地都纷纷展开加层改造的实践。既有建筑增层改造后既美观大方、装修考究，又风格新颖、立面错落有致，具有时代感。在全国各地开展的房屋增层工程实践中，出现了一批杰出的'、有代表性的、建筑设计和结构设计独具匠心的工程，其中部分加层工程统计见表 1.1，
表1.1 部分加层工程实例
序号 工程名称 原建筑 加层建筑
1 保定市电力学校综合楼 4 层砖混 1层门式刚架结构
2 北京京西宾馆 2 层框架 1层钢框架
3 新乡百货大厦 4层 4层组合网架架
4 郑州黄金大厦局部楼层 3层框架 3层钢框架
5 郑州某大学食堂 2层框架 1层刚框架
6 保定电力学校学生宿舍楼 4 层砖混 1层门式刚架结构
7 华北电力学院教学楼 4 层砖混 1层门式刚架结构
8 哈尔滨海燕大酒店 学生宿舍 星级宾馆酒店
9 北京城建集团总公司办公楼 6层框架 增至12层
10 郑州金博大 7层框架 2层钢框架
11 南京某大学图书馆 7层框架 1层钢框架+1层门市钢架
12 上海徐家汇区精神卫生中心 5层框架 2层轻钢
13 河南荥阳市女子监狱 3层框架 2层钢框架
14 漯河某食品厂 6层框架 3层钢框架
二、既有建筑轻钢整层结构的优越性
钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋加固与改造形式，在技术、经济以及安全性等方面较混凝土结构具有明显的优点：
(1)钢结构建筑采用先进的设计和加工工艺以及大规模的生产方式，所以可大大地降低造价。同时由于安装简单迅速而节省大量的施工费用，有效地缩短了工期。并使企业或开发商得以更快投产见效，有效地缩短了工期，
(2)钢结构加层形式多样，建筑内部空间宽敞，可以更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，又可灵活布设各种工业管线，且可以保持原结构的布置不变，很好的与周围环境相协调。
(3)由于钢构件强度高，构件截面尺寸小，采用钢结构加层可以充分利用空间，使用面积比钢筋混凝土住宅提高约5%～8%，提高了建筑空间利用率，缓解当前住房紧张，充分利用城市空间，有效地保护耕地。