黑龙江省建筑设计研究院 150008
摘要：对于现如今的建筑工程来说，做好高层建筑的屋顶增强结构的设计工作是保证整个建筑结构达到标准的主要方面。因此，在具体的设计工作中，需要在实现建筑功能的同时，不断提升建筑结构的受力情况。在本篇文章中，笔者主要以某写字楼的设计方案为主，对增强建筑屋顶结构前后受力性能的对比进行分析，并且找到科学和活力的配筋方式，地基基础的构造方式以及建筑结构承载力的验算方式。为了增强结构方案的可行性，仅供参考。
关键词：高层建筑；增层；设计方案
由于高层建筑屋顶的增层结构是建筑结构中比较常见的一种建筑类型，在实际的建筑设计工作中，需要以相关的设计和施工标准来对其进行深入介绍和分析。这种增层结构主要是为了提升建筑结构的标准程度，同时还能够从某种程度上促进了建筑结构的美观性，尤其是在高层建筑的屋顶上，加设适当的增层结构可以使得建筑结构更加完美。由于高层建筑的设计和施工工作比较复杂，因此，需要根据相关的工作要求和设计的标准来进行具体的设计和施工工作，以便提升高层建筑设计效率和施工的标准。
1、工程概况
本文主要以某高层写字楼为例，建筑结构主要分成两个部分，地上结构主要为18层，地下结构为4层。建筑所占的总面积为6000㎡左右。建筑的檐口高度为74m，为了建筑结构的需要，建立了一定的增层高度。其中，夹层的主体部分也分成两个结构，中心局部筒体部位继续向上延续。由于第一层建筑的建筑层高为5m左右，所以，层顶的标高为78m，以此类推。
从建筑的原结构上来看，主要为现浇钢筋混凝土框架结构，结构的安全性主要为二级，建筑抗震设防类别为丙类。从建筑工程的特点上可以看出，结构的设计和使用年限最多为50年。而且建筑场地的类别主要为三类。具体主要是以高层建筑的梁板式结构为主。标准层的面积主要为50×40m，中心的覆盖范围也可以达到27×14m，塔楼结构的外圈周边主要应用的是框架结构，其中长边和短边分别是以8根柱和6根柱为主。但是，这些柱体之间需要包含两个角柱。标准层外圈的框架主要是以长方形截面为主，各种结构之间需要以钢筋混凝土结构来进行连接。
2、增层结构方案
新增的结构主要是以混凝土结构为主，同时，需要保证这一结构和原有结构之间的协调性和统一性。但是在增层结构的设计中，主要应该尽量避免的是增层结构的刚度出现明显的变化。所以，在设计方案制定之前，需要和设计师以及其他的技术人员进行沟通和交流。延层结构要达到相应的标准，在保留筒体结构的过程中，还需要根据已有的工程特点来提升建筑结构的稳定性。
在每一个增层中都需要按照具体的结构方案来进行，首先对于第一层来说，主要的结构设计方案为层高4.85米，层顶的标准高度为78.8米，最外圈一层的混凝土柱主要以73.95米的柱顶为标准。柱体截面的尺寸需要和下层的结构柱相符合，其中截面的尺寸，筒体转角度数以及混凝土柱的编号等都需要控制在标注的范围内。其中比较明显的就是第一层的楼面结构，只有对这一结构的平面布置情况进行深入分析和研讨，才能够保证建筑结构的高效性，同时还能够根据建筑结构的高效性来提升建筑结构的稳定性。
其次，第二层的结构设计方案相对来说也是比较重要的。其层高主要为8.5米，层顶的标高主要为87米左右，外围的混凝土柱需要升高到87.3米的标高，才能够保证内筒以及其他结构设计的标准性。在新增的楼面处，采用相对结构比较稳定的钢筋混凝土材料作为主要的楼板形式。局部的楼板主要在跨度和荷载力方面有一定的区别，因此，需要根据设计工作的特点来提升建筑结构的高效性，因此，需要根据相应的设计标准来提升钢筋混凝土梁柱结构的高效性。
3、加层墙后结构整体性能参数对比
在建筑结构设计的过程中，只有对建筑前后的性能进行了解之后，才能够根据具体结构的变化来选择相对比较合理的设计方案。在这一过程中，需要进行宏观的计算，并且根据科学的计算指标来进行参数的前后对比。
3.1总质量
3.4相邻层抗侧刚度比、抗剪承栽力比
原结构与加层后结构的层抗侧刚度比最小值、层抗剪承载力比最小值可知：原结构和加层后结构的x向与y向层刚度比x向与y向层抗剪承载力比均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.4.2条和第4.4.3条的规定，无薄弱层出现。
3.5小结
（1）加层后结构总质量为加层前结构总质量的1.065倍；由于结构高度和质量均有所增加，加层后结构的第一自振周期会有所延长，由1.53s增大到1.78s，属合理范围。
（2）新加层部分的结构受力体系仍为框架一核心筒，与原结构体系的一致性良好。加层后屋顶结构标高为90．85m，仍满足8度抗震设防地区A级高度钢筋混凝土高层建筑最大适用高度100m的要求。
（3）加层后结构的重要计算指标均能满足相应规范要求。
（4）加层后的框架柱、框架梁、主要混凝土墙体的承载力均基本满足规范要求，仅少数连梁有抗剪截面不足的超限信息显示，可通过局部小范围加固补强进行处理。
4、新增竖向构件与原结构的连接方法
屋顶增层结构的关键在于新增层结构竖向构件与原结构构件可靠连接，对混凝土结构而言，钢筋得到可靠的锚固最为关键。因此，本项目楼面标高73．95m外圈向上新增的框架柱以及混凝土墙体主筋的可靠生根锚固是重点所在。
经和业主、建筑师沟通，塔楼外圈约900mm高的窗下墙可为结构所用。在原结构外圈框架梁上方新增设一圈900mm×900mm的钢筋混凝土梁，新增卧梁与原框架梁之间依靠箍筋、连接筋、新旧混凝土咬合作用连接为一体。由于卧梁刚性大，可以作为新增框架柱中部分纵筋的可靠生根锚固体。说明了新增边柱最外侧边、最内侧边、其余两边新增柱筋的生根锚固做法。角柱为边柱的一种特例情况，可以参照执行。
5、总结
在浇注新混凝土时，原混凝土表面应凿毛，清除干净后，适当湿润，并新涮一层界面剂，以确保新旧混凝土形成一体。施工时，应采取确保施工质量和施工安全的措施。在剔除原有结构前必须对可能影响到的原结构进行可靠支护，并对新设支护的下方主体支承结构进行复核验算。梁板开洞、锚筋及灌浆、加固，需要由有一定经验的专业施工队伍完成。孔洞宜采用机械钻孔，事先应探测原钢筋位置以免对原结构造成损伤。为保证增层结构的耐久性，化学植筋用结构胶除对抗拉、抗剪设计强度指标提出要求外，对耐高温、抗老化性能指标也应提出具体要求。
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论文作者:郭仲宁
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：结构论文; 建筑结构论文; 设计方案论文; 建筑论文; 标准论文; 混凝土论文; 外圈论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;