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钢结构工程研究④ 《钢结构))2002增刊 钢结构跃层加层的技术分析 宋 锋 张勇 王元清 黄慧娟 景明勇 (清华大学土木工程系北京100084) (保定太行钢结构工程有限公司 傈定071000) 摘要：钢结构跃层加层在技术、经济、安全性等多方面具有明显的优点。但目前在国内的用途还不是很 广泛，设计也不够完善。为了推广这种新型的建筑形式，结合具体实例介绍了它的结构体系、设计特点和 计算方法。并通过具体方案的比较，提出了优化结构设计的几点建议。 关键词：跃层加层 钢结构 刚度 1概述 1．1钢结构跃层加层技术的优点 钢结构跃层加层指在不触动原有结构物及其基础的前提下，通过外侧钢架柱的支承并跃过 原有结构物，在其上增加若干层新建筑物的技术(如图1所示)。 这种新形式的建筑物不仅能够在不占用新耕地的条件下增加原 有建筑物的使用面积，而且施工周期短，工程造价低，符合环 保要求和可持续发展战略，尤其适用于建筑物比较密集，土地 资源比较紧张的大中型城市及其城市改造。世界上已有在原有 四层建筑物上加九层的记录。 同普通的加层技术一样，跃层加层通常采用钢结构形式。钢结 构跃层加层技术具有如下特点： 图l跃层加层剖面示意图 (1)良好的抗震性能。钢结构强度高，可以减轻加层结构的重量，从而减轻结构所 受的地震作用：而且，钢材的延性好，加层在地震作用下具有很大的弹塑性变形能力，吸 收大量的能量，即使在很大的变形下仍不致倒塌，从而保证了结构的抗震安全性。 (2)重量轻。钢结构跃层加层仅为同类混凝土结构重量的2／3—1／2，这样也就减轻 了上部结构对基础的作用力，降低了基础及其加固的工作量。 (3)施工方便，无需铰手架和大型施工机械以及大面积施工场地，钢构件工厂加工 制作，在现场进行拼接安装。 (4)此外，钢结构跃层加层可以做到新老建筑物外侧统一装修，建筑表现力强!随 着近年来造型优美、平面布置灵活、使用方便舒适的钢结构住宅建筑的不断推广，这种新 形式的轻钢结构体系必然会具有更加广阔的前景。 1．2跃层加层技术的设计分析要求 1．2．1新建建筑物底层刚架柱的稳定问题 由于新建建筑物是通过刚架柱支撑于原有结构物之上，相应的，底层刚架柱的高度相 对较高，一般都在十米以上，而且由于原有结构物的限制，无法在弯矩作用平面内加设柱 28l 钢结构工程研究④ 《钢结构》2002增刊 间支撑，因此，其稳定问题也就成为设计所要考虑的首要环节。 GB]17--88的附录四给出了多层多跨钢架柱的计算长度系数口，它取决于 约束参数历(K·=善秽，表示连接予柱上端彳端的梁的线刚度之和与柱的线刚度之和的比 彳／lc ‘f／“ 于柱下端占端的梁的线刚度之和与柱的线刚度之和的比值，称为柱下端约束参数)。丘值 还可以用下列实用计算公式确定Ⅲ： 对于有侧移刚架柱 f7．5KlK,+4(KI+K2)+1．52 胪q—1赢丽j百菇■一 对于无侧移刚架柱 0．64KIK2+1．4(KI+K2)+3 。 “=———————————————————‘——。——。—一 1．28KlK2+2(KI+K2)+3 由此可见合理的控制约束参数彤和尼能够有效地提高刚架柱的屈曲荷载，增加结构的 稳定性。对于底层刚架柱下端与基础相连，如采用铰接，考虑到连接约束转动，可用Kz：1．0； 如采用刚接，实际上连接很难完全固定，可用Kz=10。 1．2．2新建建筑物首层大跨度梁设计 新建