[发明专利]低层楼房加层结构

说明书

低层楼房加层结构是目前城市建设出现的一个新课题。就我国的具体情况来说，五十年代到六十年代城市建筑基本上是3～5层楼，七十年代开始出现了一些6～9层楼的建筑，八十年代随着人口的增加和经济建设的发展，城市新建楼房的规划要求，基本上都在6层楼以上。根据我国国情，在建筑物的使用和管理方面还不可能普遍使用电梯的情况下，一般以6～9层楼为益。我国人口多耕地少，城市发展受到限制，根据城市发展的具体经济情况，多数情况下城市的发展都是在自身的基础上找出路，然而多年来，城市有限的面积，特别是主要城区基本上都被低层楼房占满，一些高层建筑群基本上多分布于城市的边沿，只有少数位于被迫拆除的原建筑物的区域。城市要发展，建筑物普遍偏低的矛盾是一定要解决的。这样低层楼房加高的问题出现了，而且已经有不少地区进行了在原结构上的加层。原建筑物的结构承载能力，是根据原有的荷载设计的，如果所加层的重量仍然依靠原结构，从结构的受力分析显然是不行的。在原结构上加层，造成楼房倒塌，国外已有教训，国内也有三层加到五层使之处于观察使用的实例。

低层楼房加层，如3～5层要加到6～9层，所加层的荷载依靠原结构承受是不可能的，只有使加层荷载不通过原结构而传到地基才能达到加层的目的。怎样才能将加层的荷载不通过原结构而传到地基呢？具体方案是采用框架结构在原建筑物四周现浇钢筋混凝土立柱，立柱通过原楼房屋面用大梁同原楼房外侧的对称立柱刚接所加层次均如此刚接。如图1图2所示。地基基础分两种情况处理一种是在岩层上采用柱下独立基础。一种是在土层上，采用钢筋混凝土条形基础。立柱同原结构主体每层连接，立柱与立柱之间用小梁刚接，使原结构同加层结构连成整体，增加楼房整体的稳定性，根据原楼房的长度，考虑温度变化对加层结构的影响，应在适当位置进行结构处理，留出温度伸缩缝，加层完后对楼房整体外粉刷，使之加层后不能看出有加层的迹象，就象新修的一座楼房。

低层楼房加层结构，不但要同原结构连接增强整体结构的稳定，又要保证加层结构同原结构在使用过程中各保持自身的特性，而互不影响，原结构使用多年已经稳定，可视为不变刚体，而加层结构在使用过程中，将出现支座沉陷和结构构件受力后自身的变形。任何新建筑物的支座和基础的沉陷，以及结构的变形，要通过几年的使用之后，才能基本稳定。这样实质上整个结构是由稳定的原结构和未稳定的新结构两部分组成，要使这两种结构有效的接合在一起，必须根据这两种结构各自的受力情况及应力状态进行分析，找出两种结构接合的关键，采取适当的措施进行结构设计。现将低层楼加层方案分为在岩层上和土层上的受力应力状态以及经济效益作如下分析;

一、加层结构在岩层上的受力分析

所谓在岩层上，就是原建筑物的地基是岩层，加层结构基础也设置在岩层上。加层结构基础类形的选择，要根据原结构的基础设计和地质资料来确定，这是决定加层结构整体受力变化的关键。因此，必须掌握原建筑物的详细的地质资料、设计文件和使用阶段的情况，一般情况下加层结构的基础可分为紧靠原建筑物和分离一定距离两种情况，以下分别从基础、立柱、加层结构的安排，大梁和节点等五个具体方面进行分析。

1.基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。如图3图4所示原结构基础割去同加层基础相交的部分，目的是减小柱上大梁的跨距，原建筑一般都是砖混结构，其受力情况大都是内墙基础承重，外墙基础不承重。加层结构的基础同原建筑相交的是不承重的外墙基础，故挖土暴露原建筑外墙基础，并切割去相交的部分，在施工中对原建筑物基础采取适当的保护措施，对原建筑不会有多大影响。基础施工采用分段开挖、浇灌成形后在进行下一段的开 挖浇灌。在已挖开的基坑里用板桩墙作为对原基础壁侧向支撑，如图5所示。图3图4所示基础对地基受力均为偏心受压，图3偏心距要比图4要大，但结构跨距要小，相应的每层承重大梁的弯矩值和剪力值也要减小，原建筑同加层结构结合在一起容易达到一体化要求。图4所示基础偏心距要小，跨距增大，承重大梁的弯矩值和剪力值也增大，由此大梁的截面尺寸也随之加大，其经济价值也就要增加，故加层结构同原建筑离开一定距离，除受地理条件限制时采用，一般情况下加层结构同原建筑尽可能靠拢。加层结构基础同原建筑物基础即要靠拢又不能连结在一起，在施工中浇灌混凝土时，用坚硬而又不厚的材料将原建筑物基础隔离开，使加层结构在使用阶段未达到稳定时，结构变形时不影响原建筑物的基础。

2.钢筋混凝土立柱：