框架结构改造技术特征

 钢筋混凝土框架结构是目前最常用的结构形式之一，框架具有较大的空间构造，较方便的空间布置，可满足多种功能需要。同时，框架结构主要由梁和柱构成，其受力体系清晰、结构简单、有足够的强度和延展性，以及较强的整体性，因而得到了广泛的应用。框架结构有以下的特点：1)框架结构的连接点是刚节点，是一个几何不变体；2)框架结构所用的钢筋混凝土或型钢有很好的抗压和抗弯能力，因此可以加大建筑物的空间和高度；3)框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。我们知道，房屋改造工程常常因为一些特殊的要求，需要作出不同的处理，下面我们通过实例来简要探讨一下在改扩建工程中的结构技术特点。

1工程概况

某建筑原为单层钢筋混凝土框架结构，造型平屋面，后拟在建筑东侧扩建一建筑，用作餐厅。餐厅面积为4．800×35．000--518．000m。，单层，平屋面，屋顶标高4．600m，地基承载力标准值180kPa，场地类别Ⅱ类，抗震烈度7度，抗震等级3级，丙类建筑，安全等级为2级，设计使用年限50年。

2结构选型

该扩建工程作餐厅使用，故而主体部分跨度较大，空间结构较为宽阔。综合考虑，设计决定该扩建部分仍采用钢筋混凝土框架结构。

3结构设计的主要措施

扩建工程中的特殊结构设计主要是如何处理好新旧房屋的沉降差、新旧结构如何连接可靠等问题，为此设计时采取以下主要措施。

3．1地基基础设计

原建筑采用柱下独立基础，基础底标高为一1．500m，下设CIO素混凝土垫层。为了使新建部分不影响原建筑的基础，避免不均匀沉降，该例采用新建独立基础，将新建基础与原基础拉开一定距离，然后设置悬挑梁与原建筑相接，原建筑与扩建部分梁板设100mm缝断开。地基基础示意图，如图l所示。

3．2基础拉梁设置

因该扩建工程跨度较大，为降低扩建部分不均匀沉降，宜设计基础拉梁。基础拉梁是调节基础的不均匀沉降及承受一层隔墙的荷载，其尺寸一般按跨度的1／15确定。在计算模式中，拉梁可以考虑为仅承受自重和底层墙体总量并且将之传给两边基础的两边铰支的单跨梁，它的计算同一般的上部结构两边铰支梁。该例独立基础埋置不深，本可以沿两个主轴方向设置构造基础拉梁，即其配筋可以是上下各2414(-"级钢)纵筋，8@200箍筋。但是，由于该例工程还需要承受上部隔墙传来的荷载，计算后得出的结果显示构造基础拉梁无法满足要求，因此我们按照其计算的最小配筋率来配筋。然而，拉梁在实际施工及使用中，由于其基底下层土为老土或者施工中形成的压实土层，而且在协调变形的过程中会承受一定的两边基础的变形差异带来的影响，所以完全没有土反力是不可能的。严格来说，拉梁计算应考虑上下部均配置受力钢筋以应付两种可能性的发生。

3．3新旧建筑连接

由于原有建筑沉降较慢或已中止沉降，而新建筑初始沉降较大，为减少新旧建筑沉降差，设计上宜在新旧建筑相连处设置沉降缝。

3．3．1新旧墙体连接

建设方从使用功能与美观上考虑，希望在墙体位置不设沉降缝，将新旧墙体直接连接，故而为了使新墙体的墙端构造柱与旧墙有可靠连接，可选择以下几种方法处理。

1)钢筋混凝土键销法新旧墙体问采用钢筋混凝土键销相连接，混凝土键销需作抗剪验算和对砌体进行局部承压验算。键销尺寸一般为240mmX240mmX480mm，配纵筋448，箍筋6@150，键销间距约1000mm。该方法需在旧墙上打凿出键销槽，对墙体的破坏较大，施工质量难以保证。

2)钢筋拉结法钢筋穿过墙上的钻孔，将旧墙体与新墙端构造柱拉结。该法由于在墙角处钻孔不方便，施工中不容易把钢筋拉紧焊牢，且易将钢筋拉脱，室内作业较多，常为以下两种方法所代替。

3)压浆锚杆法先在墙上钻孔，孔径为23mm、长度大于100mm，用净水清洗钻孑L后放入412螺杆，再以水玻璃砂浆压力灌浆，经养护后，拉紧螺杆，焊在构造柱的钢筋上，与构造柱连为整体。该法连接可靠，但湿作业较多，施工进度较慢。

4)膨胀螺栓连接法因膨胀螺栓与砌体间有较好的锚固能力，本法以膨胀螺栓直接锚固于钻孔内，外面螺帽焊上钢筋伸入构造柱。该法使用电锤打孔，干法作业，施工方便，对建筑物损坏少，施工速度较快。结合实际情况，该例设计时采用膨胀螺栓连接法来进行新旧墙体连接。

3．3．2新旧屋面连接

在框架结构中，挑梁宜做成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，做成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。若挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。同时挑梁配筋还应留有余地。为避免不均匀沉降和方便施工，该工程⑤～⑥轴间采用了等截面挑梁的设计，因此在处理新旧屋面连接时也相对较为容易。该工程原建筑为平屋面结构，⑥轴后新建建筑亦为平屋面结构。⑤～⑥轴间采用的是平板连接，屋顶标高与原建筑相同，屋面板为钢筋混凝土现浇板，⑥轴后的屋面板也均采用现浇形式。

3．4屋面设计处理

按照原建筑屋面形式，新建筑同原有作法。将屋面板向周边外伸900mm，女儿墙900mm高。屋面周边按原建筑屋面样式作造型。我们知道，实际工作中，在新旧建筑连接的接缝处，女儿墙的竖直面、压顶及梁板接缝都在同一位置，必须做好防水工作。该处很容易形成复杂构造，出现问题也较多，故而从选定连接缝位置开始，就需要特别注意选择尽可能简单的结构形式，以便根据建筑物的情况，处理好防水问题。该工程屋面主要问题在于新旧屋面板连接处的防水处理。针对该例情况，设计时新旧屋面连接缝当作建筑变形缝来处理，变形缝的连接与防水参照标准图集作法进行设计。

4结构特点分析

因为框架结构的各节点均为刚节点，所以其整体性、刚度良好，设计处理得好还能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。但是在不同的地质情况下将新旧建筑刚性连接后，容易造成建筑倾斜与结构开裂。由于框架结构空间和高度范围大，并且整体结构稳定可靠，在建筑扩建时可较灵活进行平面布置，也可以减少甚至避免对原建筑的破坏，使其能更好的保持原有外观和功能，还可使施工变得更为简便。比如餐厅这类多数人活动的公共场所，采用框架结构能更好的利用空间与合理的布局。尽管在扩建工程中框架结构有这些优势，但是我们也应该认识到框架结构在应用时还有其局限性，它还存在这些缺点：

1)框架结构的侧向刚度小，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；

2)框架结构总体水平位移上大下小，在侧向刚度不够的情况下易产生过大位移，因此，框架结构一般适用于建造不超过15层的房屋；

3)框架结构钢材和水泥用量较大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大。

5结语

房屋改扩建设计不同于新建筑，更多的是要考虑到新旧建筑的连接，尽量减小新旧建筑间的沉降差，这是建筑后期安全使用的关键。在结构设计中，我们在精于结构电算分析的同时，也应注意到房屋结构处理上碰到的各种问题，使施工图的设计更完善，保证结构的安全。工程设计是一项复杂而负有责任的工作，作为结构设计人员要做到：

1)对待工作要具有强烈的责任心和一丝不苟、精益求精的工作态度。

2)熟悉规范，并应正确理解规范的含义及意图。

3)能灵活运用到实际工作中，从而保证每个工程结构的安全性。