轻钢结构在扩建 、改建工程中的应用

　　内容提要： 本文简要介绍了轻钢结构在扩建 、改建工程中的应用

　　关键词：轻钢结构,钢筋混凝土,框架,叠合板,组合楼盖,锚拴

　　近年随着我国经济建设的迅速发展，原有的一些建筑物不能满足新的发展及使用功能要求，如何对其合理利用，以越来越多的摆在我们面前，原有建筑物是推倒重建(费时、费工、短期无法建成使用)还是能科学的加以利用，综上所述，就要研究一种施工简便快捷建造，灵活方便，对原结构损伤程度小等的一种施工方法，这就让我想到了轻工结构，轻钢结构不但具有如上的优点，还具有轻质高强，运输方便，安装快捷

　　一、工程概况：

　　某商厦集娱乐、商场、餐饮、舞厅等为一体的综合性工程，98年建成使用。主体为五层现浇的钢筋混凝土框架，大厦的建筑面积为7800㎡，底层的层高为5.2m，其余各层的层高均为3.9m，柱网尺寸为8000mm*8000mm。在原建筑物的二、三层平面的中间部分为天井，尺寸为8000mm*16000mm。

　　就业主的要求，改变了建筑物使用功能，并对该大厦重新进行装修改造。在大厦的内、外装修工成完成过半的时候，业主为了增加大厦的使用面积，临时决定：取消建筑物内原有的天井，在天井处增设楼面。

　　二、加层面积方案的选择：

　　在业主提出取消建筑物天井的变更要求时，室内的装修工程已经过大半，业主要求：即要增加楼面面积，又不能影响装修施工按时完工。

　　在工期如此紧张的情况下，采用何种增层改造方案;才能即尽快完成改造施工，对原建筑物的结构损伤最小，又尽可能减少对其他装修工序施工的影响。经多方调研核算，该建筑物的基础及框架的承载能力可满足业主所增加楼层面积的荷载，故增加楼层面积方案可行，经过认真分析比较，决定采用结构自重轻、强度高、成本低、施工简便、安装快捷的轻钢主体结构、结合钢筋混凝土叠合板的整体增层结构方案。

　　根据原建筑物天井的平面尺寸及框架梁柱结构布置形式，轻钢结构增层改造方案为：H型钢主梁沿天井的短边方向(8000mm)布置，共设7道主梁，间距为2000mm。H型钢主梁的两端支承在通过化学锚拴锚固在混凝土框架梁的钢牛腿上。在H型钢主梁上布置槽次梁，间距为1000m。在槽梁次梁上铺设花纹钢板，然后再现浇混凝土面层，与周围的原混凝土楼面取齐。若采用压型钢板混凝土组合楼盖效果会更好。

　　三、增层结构的设计：

　　根据确定的增层方案，H型钢主梁为两端简支梁。设计时就注意建筑物使用功能改变后，可变荷载的取值。按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：98) 选择的H型钢主梁截面为H300*150*6*10，经过验算钢梁的整体稳定性、强度、刚度和局部承载力等均满足要求。次梁为多跨连续梁，根据计算选择的次梁截面为【8槽钢，次梁上的簿钢板为4mm厚的花纹钢板，上面再现浇50mm细石混凝土叠合板，内配Φ6@200*200的双向钢丝网。

　　增层设计的重点是连接节点的设计，也就是H型钢主梁与原混凝土框架梁的连接节点。考虑到工期很紧，尽可能减少对原混凝土结构的损坏，采用钢牛腿支承主梁，化学锚拴固定钢牛腿的构造方案。

　　首选，计算出主梁支座处的剪团V和弯距M，再计算出需要的化学锚拴的直径、数量布置形式。化学锚拴连接的主要优点是对原结构几乎没有损伤，安装速度快。

　　然后用电锤在混凝土外钻一个孔，即可达到设计强度(化学胶的品种和环境温度的不同，凝固的时间略有不同)，随后就可以进行后续工序的安装施工了。

　　四、增层结构的施工：

　　钢结构构件在钢结构构件加工厂制作完成后，再在现场安装施工。

　　首先，按设计要求安装钢牛腿。根据计算的结果进行化学锚拴的安装施工，应严格按照化学锚拴的施工，化学锚拴达到设计强度，并经过检验合格后，方可进行钢结构部分的安装 。

　　其次，是轻钢结构的安装。在安装时应根据设计要求，确定钢梁的安装中心线，依次安装各钢梁。安装就位后先临时因定，再调整安装偏差，待整个钢结构安装平面尺寸校正无误后，即可进行下一步的焊接施工。

　　应特别注意的是，由于原结构的施工、现场安装等原因可能会造成安装尺寸的误差，因此，各钢梁的实际尺寸应根据现场实测的尺寸进行适当的调整。

　　然后，是铺设钢板。先确定钢板铺设方式和焊接工艺，即采用垂直次梁的方向整块钢板连续铺设的方法。这样钢板的受力状态为多跨连续梁，受力合理，比较经济。当钢板的长度不够需要拼接时，接缝应位于次梁上，并按构造要求沿次梁点焊固定。在钢板的纵向拼缝处，应另设角钢做支撑，用焊缝点焊固定。由于钢板较薄，为了减少焊接应力、焊接变形等缺陷，钢板与次梁之间宜采用间断式焊缝连接，将钢板铺平后，在钢板底面的板边处与各次梁用间断式点焊焊缝连接。

　　最后，是浇注钢筋混凝土楼板。在轻钢结构体系安装完成，并经检查验收后，即可进行混凝土面层的浇筑施工。先在钢板上面绑扎Φ6@200*200的双向钢丝网。钢丝网与花纹钢板间留有空隙，再浇细石混凝土。(在浇筑前，应将原混凝土表面进行嘛面处理)。浇细石混凝土时应保持与周边的原混凝土表面的标高一致，并做好新旧混凝土结合面的处理。

　　五、结束语

　　在建筑物的改建、加层、增层、扩建等改造工程中，所采用轻钢结构体系方案，明显有一定的优越性。

　　首选，增设的轻钢结构重量轻、截面尺寸小、承载力大、成本低，满足原结构的承载力和使用方面的要求。

　　其次，轻钢结构与原结构的连接构造也比较方便，对原混凝土结构的损伤较轻。

　　同时，轻钢结构体系构造灵活方便、施工简便、安装快捷，特别是对原有建筑物的改建、加层、增层改造、扩建工程，通常是时间紧、工期短、业主希望能尽快提前完工、投入使用，以便早日获得更多的收益，致此，轻钢结构就充分显示出了它的不可比拟的优越性。

　　参考文献：

　　1.曹平周，朱召泉，钢结构(第二版)科学技术文献出版社。

　　2.陈富生、邱国桦、范重，高层建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。

　　3. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 中国工程建设标准化协会标准

　　4.钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)

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