低层楼房加层结构制造技术

本技术方案是在不拆除原建筑的情况下采用框架结构加层，令原建筑从３至５层，升高为８至１３层，而不拘原建筑地基层质的硬软。所加重量不压在原建筑物上，并使框架同原建筑整体化，两种组合结构必须连结，在基础应力叠加区，要设防滑装置，“建筑物抗震减震装置”，提高抵抗地震灾害的能力。采用本技术的经济利益比拆除原建筑物重新修建可节约３０－６０％且外表美观。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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。如附图说明图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，并切割去相交的部份，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，使加层结构在使用价段未达到稳定时，结构变形时不影响原建筑物的基础。2、钢筋混凝土立柱在进行加层框架立柱的设计时，必须首先确定立柱的计算长度，立柱的计算长度同原建筑的高度有关，根据细长比确定立柱的截面形状和尺寸。立柱之间从最底层开始每层用小梁刚接连接，立柱同原结构每层都要连接，其连接节点的方式，不能采用两端刚接、两端铰接和一端刚接一端铰接的形式，只能采用定向铰支连接。前三种节点连接方式，不但起结构连接作用，而且起着传递内力的作用加层结构基础设置在岩层上，即使支座不会发生沉陷，其上部结构在使用阶段各部份构件的变形，要通过几年的使用才能基本稳定，这些变形，主要是立柱的压缩变形，因此节点连接方式的不同，对原建筑物的影响是不能忽略的。加层结构在使用阶段由于结构变形所产生的内力绝对不能通过节点传递到原建筑物上，否则传递给原建筑物的内力，是对原建筑物的压力，而原建筑物反过来要对加层结构产生反作用力，这个反作用力在加层结构立柱节点处，起着对立柱很不利的次弯矩作用。因此加层结构同原建筑物的连接方式，只能是即要连接又不能传递内力的定向铰支连接。如图6所示。加层结构如果不同原建筑连接情况又如何呢？很显然，加层结构不同原建筑连接。在地震荷载时，加层结构将出现很不利的头重脚轻的应力状态，其结构整体内的内力变化是相当复杂的，因此加层结构同原建筑物在每层都必须连接，以保证在地震灾害时，整体结构的抗震能力，即加层结构同原建筑物连成一体抵抗地震的能力3、加层楼层的布置立柱通过原建筑物屋面后，便是加层楼层结构，加层楼层每层的荷载是通过大梁传递到立柱上的，原建筑物一般分为平屋顶和坡屋顶两类，平屋顶通常采用钢筋混凝土挖心楼板，故可充分利用。在平屋顶上现浇圈梁，加强原建筑物的整体承载能力。将加层楼层的第一层的砖墙部份放置在圈梁上，楼板放置在第二层的大梁上。由于加层结构存在着对原建筑的相对位移，因此在结构处理上，在加层第一层的砖体同第二层大梁和次梁的底部，应予留一个空位。使加层结构在稳定前发生的向下的压缩变形时，不影响原建筑，这个予留空位采用易压缩的材料，如泡沫混凝土砖或加气混凝土砖等填充。如图7所示。在原建筑是坡屋顶时，其坡屋顶要拆除，并现浇圈梁盖上楼板后在接按上述平屋顶的加层结构进行设计和施工。如果原建筑是5层楼，为减小立柱的细长比，使立柱的截面积尺寸同整体结构的外观相适应，可拆除原建筑物屋面和顶层墙体的一部份，留出加层大梁的位置和泡沫混凝土砖的位置。加层结构的布置，原则上原建筑一样，尽量利用原建筑物的给排水系统、楼梯和电路等等。减少设计和施工上的困难。4、加层结构大梁加层楼层大梁的跨度大小取决于原建筑物的宽度，不同跨度的大梁可分为一般跨度和超跨度两类。所谓一般跨度是指大梁的高跨比同楼层层高的关系，在使用中合理。大梁的高跨比按规范要求1/8～1/12，即跨度为8-12米大梁，其梁高为1米。根据设计层高减去梁高和楼板的厚度，才为楼层使用高度。例如层高为2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
低层楼房加层结构，其特征在于：ａ、低层楼房加层结构，用于低层楼房的加层。由紧靠原建筑物四周、新增设的通过原建筑物屋面的单层承重框架和与此迭合的加层混合结构或加层框架结构两部份组成。ｂ、单层承重框架立柱与原建筑物紧靠但要留有结构伸缩变 形缝伸缩变形缝用易压缩材料填充。ｃ、单层承重框架立柱与原建筑物每层标高处。用定向铰支座相互连结。立柱端为固定端。对应原建筑物每层标高处为上下活动端不允许左右活动其构件可采用铁路桥梁与桥墩相连结的支座形式。ｄ、在单层承重框架立柱基础外 侧。设置防滑移钢筋混凝土板。ｅ、单层承重框架大梁形式为直线梁。变截面梁和大跨度阶梯梁。ｆ、加层结构在升到７层楼以上。需要增设电梯时，电梯井设在加层结构立柱外侧。原建筑物的楼梯作为消防步行梯和加层结构楼梯联通。ｇ、单层承重框架立柱 基础与原建筑物基础紧靠，但要留伸缩变形缝伸缩变形缝用易压缩材料填充。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建衡，
申请(专利权)人：陆建衡，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]