混凝土框架顶层加建钢结构设计探析

李颖超

摘    要：随着社会经济和科技的发展，使得我国各个行业的发展都取得了极大的进步，城市化的进程也在不断的提升。在城市的发展中建筑工程作为城市发展的基础工程对城市经济的发展和人们的生活都有着极为重要的作用。在我国现阶段的发展中，大部分建筑都是采用混凝土材料来进行的施工，混凝土材料的有效使用可以增强建筑的稳定性和安全性。在建筑行业的发展中，建筑的框架结构一般都是采用钢筋混凝土来进行施工，而在高层建筑的发展中，对于建筑的顶层也是采用钢结构来加建，这样可以进一步的对建筑的稳定性进行提升，进而有效的确保了居民居住的财产和生命安全。本篇文章，主要就是对混凝土框架顶层加建钢结构设计进行的分析和研究。

关键词：混凝土框架;顶层加建;钢结构设计;分析研究

1  在混凝土框架顶层加建钢结构设计的原因

在社会的不断发展中，虽然城市化的发展得到了提升，但是人们居住环境的压力也得到了提升，为了保障居民的居住，在城市的发展中就要不断的对建筑的功能和面积进行增大。人口的增加和居住环境压力的增大，也使得一些居民要对自己的居住条件进行改善，而为了保障建筑改善的合理发展，居住者必须按照规定而流程进行房屋加建的申请，在设计单位对所要加建的单位进行设计之后得到可以加建的批准之后，居住者才能对住房进行加建。在对房屋进行加建时通常都是采用混凝土框架来进行，而混凝土框架又可以分为混凝土加建和钢结构加建两种，这两种加建方式有着一定的不同，效果也是不同的，钢结构相比混凝土结构来说密度较大，但是整体性和耐腐蚀性以及耐火性都是较低的，但是由于钢结构的重量较轻且利用率高，所以在我国实际的混凝土框架的加建上都是采用钢结构的加建方式[1]。

2  混凝土框架顶层加建钢结构设计组成部分

混凝土框架顶层钢筋结构说的是一种空间结构，主要的组成部分包括梁、楼板和柱子以及四种基础载重量的构件。由于混凝土框架顶层钢筋结构能够有效的对土地资源进行利用，且重量较强，在进行加建时对原结构造成的荷载小，且还具有较高的防震能力，所以被广泛的应用与高层建筑的加建结构设计中。通过对混凝土框架顶层加建钢筋结构设计分析研究发现，混凝土框架顶层加建钢筋结构设计的组成主要包括以下内容。

2.1  楼板设计

楼板的设计种类是多种多样的，在对楼板进行设计时采用最为广泛的为混凝土的现浇技术，这种技术可以有效的提升楼板结构的稳定性和安全性。在对楼板进行设计时为了保障楼板设计的合理性，需要在对其设计的过程当中注意以下问题：要加强对混凝在外部压力下产生的结构问题，为了减轻楼板的重量，可以才轻型楼板来进行施工，在有经济和物质条件的支撑下还可以使用组合型楼板，组合型楼板就是现浇混凝土和压型钢板的结合，这种楼板可以在较多的情况下使用，还能够有效的提升楼板施工的安全性，

2.2  梁设计

梁设计是混凝土框架顶层加建钢筋结构设计中的重点内容，为了保障梁设计的重点必须按照实际的建设需求和设计理论来综合性的进行的分析。在对梁进行设计时对于安全性的要求较高，所以在进行设计的过程中必须根据建筑的安全需求来对梁进行设计，也可以通过合理的添加钢筋材料来提升梁设计的质量，对于所添加的钢筋材料必须有着严格的质量、刚度和延伸度以及规格要求，其次还要根据相关的设计规范来进行设计和施工。对于主梁进行时设计时，我国主要是采用钢截面为H性以及口型的钢材进行施工，对于次梁的选择，需要选择轧制钢形制的钢材。

2.3  柱设计

对于钢结构加建层的柱设计一般要对连接的方式进行严格要求。在对柱脚进行连接时，我国现阶段常用的方式为U型箍链接法以及钻孔连接法。这两种方式在进行连接时有着较大的不同，钻孔连接的方式主要是通过将过渡板插入原来的混凝土桩头钻孔中后再通过锚固钢筋对其进行焊接的一种方式，这种方法的优点是可以减小施工的复杂性，缺点为会降低柱设计的耐用性和可靠性。U型箍连接法主要是利用钢柱下部分的U型箍阿来将地板和钢柱进行连接，这种方式有着一定的局限性，所以一般只在加建范围小的情况下使用[2]。

3  混凝土框架顶层加建钢结构的设计中需要注意的问题

3.1  建筑物的抗震设计

建筑物的抗震设计是极为重要的，抗震等级设置与所处的地域有着直接的关系，在对顶层加建鋼结构进行时抗震设计时也要根据实际的情况来对抗震的等级进行合理的设计。对于地震多发区等的建筑物的抗震等级的设定一般较高，这样可以有效的对居住者的财产和生命安全进行保障。而对于地震少发的地区，就应该对抗震的等级进行合理的降低[3]。

3.2   控制好混凝土框架顶层设计的温度

在对混凝土框架顶层加建钢筋结构设计中对其进行抗震设计和温度控制都是极为重要的，但是在实际的混凝土框架顶层设计时，多数的设计人员只注重对于抗震的设计而忽略的对于温度的控制，而缺少对温度的合理控制在就会使得钢结构遭到破坏，进而使得顶层发生裂缝的情况，也极大的减小了室内保温的效果，在严重情况下还有可能导致建筑物的坍塌，对居住者造成极大的安全隐患。

3.3  顶层平面图设计计算要有一定的科学性

在对顶层的平面对进行设计时要根据实际的情况来合理的进行，在混凝土框架顶层加建钢筋结构设计中许多部分的构件位置有着重要的作用，所以对于每个构件之间的连接都需要经过精准的计算，如果对于计算存在较大的误差不但降低会建筑物的质量，还会给建筑物留下较大的安全隐患[4]。

4  结语

社会的进步在提升城市发展的同时也提升了人们的生活水平，所以使得人们对与生活的质量的要求也变得越来越高。在建筑的设计中对于的建筑物的顶层加建中使用钢结构可以更好的提升建筑物的抗震性，这种结构也具有空间布置灵活的特点，所以在现阶段的建筑行业发展中被广泛的应用。在建筑的施工中使用混凝土材料进行施工时在一些问题的影响下必须要在顶层加建钢结构，以此来提升建筑结构的稳定性和安全性。建筑行业的发展中，为了使得建筑行业得到长期的发展，也必须提升对于建筑混凝土施工中的施工技术和工艺的使用，只有这种才能保障建筑的整体质量，从而为建筑企业的长期发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 郭志毅.混凝土框架顶层加建钢结构设计探析[J].山西建筑，2015（16）.

[2] 师卉.混凝土框架顶层加建钢结构设计探析[J].山西建筑，2018（9）.

[3] 郭海臣.混凝土框架顶层加建钢结构设计探析[J].建材与装饰，2017（44）.

[4] 师卉.混凝土框架顶层加建钢结构设计探析[J].山西建筑，2018（9）.