摘要：当前的高层结构多数为钢筋混凝土结构，该结构体系其抗震性能非常好，因此受到了人们的广泛青睐。近年来建筑功能越来越多，人性化特点也逐渐体现出来，对既有混凝土建筑功能提出了非常高的要求，在既有混凝土结构屋面基础上加建轻型钢结构的工程开始走入人们的视野中，这类建筑的出现很好的弥补了以前混凝土结构中的不足，尤其在改扩建项目中结构对室内分割的要求更加灵活，空间布置追求灵活多变，不仅可以很好的满足现建筑设计标准，同时还能做到物尽其用、符合安全性设计需求。
关键词：混凝土框架；顶层加建钢结构；设计
引言
在建筑工程中多是采用钢筋混凝土框架或剪力墙结构，为了提高建筑的稳定性，还选择在顶层加建钢结构。混凝土框架密闭性好、刚度大、自重大、抗压好、不容易受到外界的侵蚀； 钢结构延性好、密闭性差、耐火性差、自重小，很容易受到外界的侵蚀。所以在混凝土框架上加建钢结构能够有效地进行互补，提高建筑的稳定性。
1 混凝土框架顶层加建钢结构现状
实际上，我国建筑行业虽然在不断发展，并且还取得了不错的成就，但是在钢结构加建这一方面尚处于起步阶段，有许多工作都没有做到位，所以在此方面取得的成效也不是很明显。即使如此，我们国家也尚未放弃，一直致力于发展加建工程，目前，宁夏地区已将旧房改造工程列入到了城市规划项目中，并且还相应的出台了一些政策，发布了一些文件。这也就意味着宁夏本地在改建筑工程中混凝土框架顶层加建钢结构有了更深的发展空间。除此之外，我国近几年发生了几次地震，对人们的生活和经济造成了很大的损失，所以，在提高建筑稳定性这一方面国家也是十分重视，为混凝土框架顶层加建钢结构提供了良好的契机。尤其宁夏为八度抗震区，川区的地震活动与宁夏新华夏构造体系隐伏断裂带活动有关，地震活动频繁，且宁夏处于中国东西部两个性质不同的构造地域衔接地带，地质构造相当复杂，实行改扩建项目过程中混凝土框架顶层加建钢结构这种改建措施已经成为了一大主流，并且覆盖面积也在逐渐加大。近几年越来越多的小区在设计时都会在顶层设计一层阁楼层提供给业主更多的选择，阁楼层通常都会带有大面积的露台，毕竟北方风沙大很多住户都会选择将露台封闭起来使用，都会采用顶层加盖钢结构的方法，由此看来，宁夏混凝土框架顶层加建钢结构的发展形势一片大好。
2 混凝土框架与钢结构对比
混凝土框架结构本身具有刚度大、自重大、封闭性好以及良好的抗震性能、成熟的施工技术、较强的经济性能等优点在民用建筑中占有相当大的比重，钢结构的自重性较小、耐火性较差、容易受到外界因素的侵蚀等，钢结构的抗震设计根据烈度、结构类型和房屋高度，采用不同的地震作用效应调整系数，并采取不同的抗震构造措施的方法。二者皆是采用以抗震等级为设计主线的设计方法，既符合结构性能设计的基本理念，也利于抗震设计标准的统一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在管理工作中，不管是钢结构还是混凝土框架结构，都要求管理人员具备非常专业的技能及素质，因为施工过程中可能面临很多风险和隐患，需要管理人员对这些隐患和质量问题进行处理，以确保建筑工程施工可以顺利完成。
当然，二者之间的区别也是非常明显的：
①从地震作用来看，钢筋混凝土结构（以框架-剪力墙结构为例）在地震作用下结果塑性发展过程如下：连梁→剪力墙→框架梁→框架柱，构件的弯曲变形特征明显，并主要通过构件的弯曲变形耗散地震能量。钢筋混凝土结构的抗震设计遵循“五强四弱”的原则：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件、强压弱拉、强柱根。破坏时，其连接不失效、剪切不失效，节点不破坏，而钢结构（以钢框架-支撑结构为例）在地震作用下的屈服顺序为：耗能构件→节点域→框架梁→框架柱，构件的剪切变形特征明显，并主要通过构件的剪切变形耗散地震能量，结构破坏时其连接不失效。钢结构的抗震性能优于钢筋混凝土结构，其良好的延性，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，具有抵抗强烈地震的变形能力。
②从施工管理方面来说，对于相同面积的工程，钢结构施工往往更快一些，现场施工中混凝土框架需要进行支模浇筑，预制构件工厂加工情况不多，钢结构加工后的预制构件需要输送到施工现场，在施工现场进行安装、焊接。从工程造价上来看，钢结构明显低于混凝土框架结构，在工程实际施工过程中，应按照当时的市场情况，综合考虑多方面因素进行合理选择。
3 混凝土框架顶层加建钢结构设计
顶层加盖钢结构它是在原结构基础上增加一层，首先要考虑原结构建筑整体的承重荷载是否能达到或影响到局部受力结构的受力构件荷载是否能达到要求，原结构满足受力需求，直接结合原结构布置钢结构设计和施工就可以，原结构满足不了受力要求时需对整体或局部构件进行加固处理后再进行钢结构设计和施工，否则会对原建筑结构安全产生隐患，造成不必要的损失。
3.1 整体计算设计
主体结构底部采用砼结构，上部采用钢结构绝对不能采用在一个计算模型中进行计算，主要是两种结构计算所需的地震阻尼比相差很大。可以采用底部混凝土主体结构单独计算，但必须将上部钢结构计算的柱底内力附加在砼结构上；上部钢结构计算时务必注意离开地面的高度，这点主要对风荷载高度变化系数等影响很大。
3.2 基础截面、配筋及承载验算设计
基础设计在房屋建筑结构中占着重要的地位，对于整个结构稳定性有着极大的影响。且上部荷载的大小，埋置的深度以及天然或复合地基的承载力对基础的大小及配筋有影响，故在改扩建项目中顶层加盖钢结构比加盖混凝土结构从结构自重上减轻了，相应的地震作用也大为减小，基础荷载明显减小，大大降低了基础及地基的技术处理难度，减小了基础的费用。
3.3 楼盖设计
在楼盖结构设计中，要根据工程的具体情况确定楼盖结构形式，并合理选择压型钢板，对多层建筑、有耐腐蚀要求的建筑，应采用钢筋混凝土楼盖。
结束语
综上所述，在老旧项目改扩建工程中，顶层增设钢结构在实际应用中越来越广泛，成为人们关注的主要话题之一。这种结构的应用可以显著增强建筑对于空间布置的灵活性，减少造价，减少拆迁重新建项目带来的一定的环境污染。从一定程度上来说为环境保护做出了一定的贡献，节省了资源，减少了废弃物，更好的提倡了绿色建筑。
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论文作者:孙鸿涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/20
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