梁式结构工程实例

某工程梁式转换层结构施工质量控制摘要:本文根据工程实践,介绍了梁式转换层结构形式及特点、转换大梁的支撑系统、转换梁支撑系统设计、二次支柱楼层混凝土拆模强度等主要施工技术。

关键词:建筑工程；梁式转换层结构；施工技术；质量控制中图分类号：tu761.6文献标识码：a1、工程概况某工程,整个建筑由两幢高度为86.67m的25层的商住楼和一幢高度为76.86m的19层的组成,总建筑面积67140m2。

3层以下为裙房部分,层高5m,属框架剪力墙结构体系,商住楼4层及以上为塔楼部分,标准层高为2.8m，属剪力墙结构体系。

2、转换层结构形式及特点2.1 转换层结构形式25层高的商住楼，底部3层裙楼作为商场,顶部塔楼设计为住宅。

从结构布置的特点以满足建筑功能上看,上部需要小开间的轴线布置,以较多的墙体来满足住宅的要求;下部分则希望尽可能大的自由灵活空间——柱网要大,墙体要尽量少。

此要求与结构的合理、自然布置趋势正好相反。

从结构受力特点看出于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,而正常布置时应当是下部刚度大、墙多、柱网密, 而到了上部则渐渐减少墙、柱并扩大轴线间距。

结构的正常布置与建筑功能之间因而产生了矛盾。

为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规方式相反的设计进行布置:上部布置小空间,下部布置大空间;上部采用刚度大的剪力墙,下部则采用刚度小的框架柱。

为了实现这种结构的布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层,该工程就是在三、四层之间高出裙房屋面处设置了结构转换层,该转换层为梁式转换层结构形式。

2.2 转换层的特点转换层大梁的最大截面为1200mm×2500mm,板厚为250mm,裙房屋面板厚为150mm,为了确保上部荷载通过转换层的梁板柱能安全有效地传递至基础承台,设计上采取了在梁柱部位设置加强翼缘的办法以确保大梁的稳定性。

由于转换层梁截面大,钢筋密集,致使该层结构自重大,施工荷载亦远远超出支承层楼板的承载极限;同时,由于转换梁钢筋排列密集,柱顶梁柱锚固筋的弯锚,以及加强翼缘钢筋的穿插等,使得在转换层梁板施工中,必须精细计算支撑体系,以确保整个结构的安全可靠,同时也应当合理的安排好钢筋的绑扎顺序等等。

结合工程实例浅谈井字梁结构设计的体会【摘要】结合工程实例，介绍井字梁结构这一常见结构形式的受力特点，应用范围，并从结构效率和经济效益等方面，阐述井字梁结构布置的合理化方法。

【关键词】井字梁结构体系；工程实例1. 引言井字梁结构体系因其双向受力的特点且具有良好的建筑布置效果，长久以来，在工程中被广泛应用，多见于开间较大的民用建筑楼（屋）盖中，例如，教室、会议室、门厅等。

本文以几个工程实例，对井字梁这一结构体系的构造特点、合理设计等方面进行阐述。

2. 井字梁结构的构造特点2.1井字梁结构的受力机理类似于双向板结构，具有双向受力的特点，相对于主次梁结构，可以有效的降低梁高度和增大建筑净空。

2.2井字梁楼盖两个方向的跨度宜尽量相等，一般需控制长跨跨度与短跨跨度之比不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜采用斜放井字梁布置或于长向跨度中部设大梁，形成多个或大小井字梁相嵌的结构形式。

2.3井字梁梁格间距一般取1.5 ～3m较为经济，不宜超过4m。

2.4井字梁高度各方向宜相同，宜取跨度的1/20左右。

梁宽宜取梁高的1/3～1/4，但一般不宜小于120mm。

2.5井字梁的挠度一般要求不大于1/250，跨度较大时，可在施工时预先起拱。

2.6井字梁的钢筋设置特点：2.6.1在两个方向梁交点的格点处，短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面。

2.6.2不同于主次梁结构，在两个方向梁交点处不可视为支座，梁只有在两端支承处的两个支座。

因此，两个方向的梁在布筋时，梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开，而应直通两端支座。

钢筋不够长时，必须采用焊接或机械连接。

3. 井字梁结构的布置方法常用的梁格布置形式有：正放井字梁、斜放井字梁、三向井字梁等，见图1。

4. 工程实例4.1工程1。

某大学实验综合楼为9层框架结构，楼层恒载6.0Kn/m2，活载3.0Kn/m2。

首层层高5m，其他各层层高3.9m。

从2层起，每层设置2个较大的课室，轴线尺寸约为12.04mx14m。

空心板梁桥工程实例1几何尺寸空心板梁几何尺寸见图4.1.1至图4.1.3。

图4.1.2 边板截面（cm）图4.1.3 中板截面（cm）2主要技术指标（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁（2） 计算跨径：16m（3） 斜交角度：0度（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级（5） 结构重要性系数:1.03 计算原则（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

（2） 6厘米厚现浇C50混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。

（3） 温度效应，均匀温升降均按20摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条的规定取值。

（4） 按A 类部分预应力混凝土构件设计。

（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad； 4主要材料及配筋说明 （1） 空心板选用C50混凝土（2） 预应力钢绞线公称直径mm s2.15φ，1根钢绞线截面积2139mm A p =，抗拉强度标准值Mpa f pk 1860=，锚具变形总变形值为12mm。

横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1和图4.4.2。

预应力筋有效长度见表4.4.1图4.4.1边板钢筋钢绞线布置图(cm) 图4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm) 图中N9筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。

表4.4.1 16米空心板预应力筋有效长度表注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。

计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。

5施工阶段说明空心板梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表4.5.1表4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明施工阶段 施工天数 工 作 内 容 说 明1 10 预制空心板梁并放张预应力筋2 60 预制场存梁60天3 15 安装空心板4 30 现浇防撞护墙和桥面铺装5 3650 考虑10年的收缩徐变影响6建模主要步骤与要点（1） 定义材料与截面定义材料可通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现，见图 4.6.1和图4.6.2。

张弦梁结构的应用领域与实例分析引言：张弦梁结构是一种常见的工程结构，其应用领域广泛。

本文将对张弦梁结构的应用领域与实例进行详细分析，探讨其在各个领域中的特点和优势。

一、桥梁工程领域1. 张弦梁桥张弦梁桥广泛应用于长跨径桥梁的建设。

其特点是梁体结构呈现纤细、轻巧的特征，能够有效地减少材料用量，提高建设效率。

张弦梁桥的主桥部分通常采用悬索结构，由钢索和梁体组成，具有抗风、抗地震能力强的特点。

常见的张弦梁桥有赞吉梁、梁叁号等。

2. 张弦悬索桥张弦悬索桥是利用悬索支撑桥面主梁的一种桥梁结构。

相比于传统的梁桥，张弦悬索桥具有更大的跨度和更高的承载力。

其主梁通常采用钢材制作，悬索则采用高强度的钢缆。

张弦悬索桥广泛应用于海峡跨越、江河大桥等长跨径示范项目。

二、建筑工程领域1. 张弦梁屋顶张弦梁屋顶是在建筑物上方采用张弦梁结构形成的屋顶结构。

该结构具有良好的抗风、抗震性能，能够有效地分担和传递荷载。

张弦梁屋顶广泛应用于大型体育场馆、展览中心等建筑物中，为这些建筑物提供独特的空间设计和结构美观。

2. 张弦梁高层建筑张弦梁结构同样适用于高层建筑的设计与施工。

其采用张弦梁作为建筑物的主要支撑结构，能够有效地分散并承担楼层荷载，提高建筑物的稳定性。

张弦梁高层建筑在城市中越来越常见，如上海中心大厦、广州塔等。

三、交通运输领域1. 高速列车轨道张弦梁结构被广泛应用于高速列车轨道的建设中，其独特的设计和施工方式能够提供平稳的行车条件。

张弦梁轨道采用工程塑料钢陶板制成，具有优异的抗疲劳、抗腐蚀性能，能够满足高速列车的行车要求。

2. 航天飞行器支撑结构张弦梁结构在航天领域中也有广泛的应用。

例如，太阳帆是一种利用张弦梁结构支撑的太阳能帆板，通过太阳光的压力提供推力，从而驱动航天飞行器的运行。

张弦梁结构的轻巧性和高强度使得太阳帆具有出色的性能。

结论：张弦梁结构具有广泛的应用领域，其不仅在桥梁工程领域中得到应用，也在建筑工程、交通运输领域中发挥重要作用。

一个张弦梁工程实例的探讨摘要张弦梁结构最早是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系，按其结构形式可将其分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。

本文所涉及的结构即为平面张弦梁结构的张拉拱形式，本文通过对现场的工程实例中出现的实际问题及其分析、解决办法进行介绍，并分别从设计和施工两个角度分别对结构形式、钢拉杆张拉方案等设计本身及施工中实际遇到的问题进行剖析，从理论上提出了解决办法及其理论依据，并通过实践使解决办法得到了验证。

关键词：张弦梁张拉拱钢拉杆张拉一、工程实例1.1工程概况北京某地铁线高架站站房屋架设计采用平面张弦梁张拉拱形式，上拱梁采用φ299×12mm钢管，材质为Q345B，张拉段梁长度为11.3m；柔性拉索采用Q650B 材质的φ40mm的钢棒拉杆，拉杆上端通过耳板与横梁下连接板销钉连接，下端通过耳板与竖向撑杆下端销钉连接，连接采用直径Φ40mm销钉；竖向撑杆上端设计亦采用Φ40mm销钉和拱梁连接，竖向撑杆为1根主杆为Φ83×7mm的钢管，各榀梁在横梁顶部沿屋架纵向用Φ102×5mm钢管系杆连接系杆横向间距4m。

设计施工图明确张弦梁初始态的上弦失高为34mm，拉索(杆)张拉力为124KN；拉杆的张拉采用旋拧拉杆两端的六角螺母施加预应力而进行。

工程实体照片及构件位置关系1.2施工深化方案及产生问题1.2.1施工深化方案施工单位对设计图纸进行审图和深化设计，确定采用把张弦梁各组成部分采用散件吊装，进行高空拼接最后张拉的方案。

因此，为了钢结构施工高空安装方便，深化设计时，竖向撑杆和拱梁销钉连接处的连接板间游隙预留为5mm；张拉杆采用厂制成品钢拉杆，按照设计拉杆尺寸定制专用张拉螺母，螺母设计按照螺纹沿杆轴方向承压600KN以上设计。

施工单位对横梁深化设计时，考虑结构自重、设计张拉力及初始态上拱值，使用结构软件利用反迭代法进行零状态的计算，确定放样状态。

张拉钢拉杆预拉力采用扭矩—拉力转换的方式确定，利用经验公式扭矩T = KPd，系数K值由经验确定为0.2；P为拉杆预拉力；d为拉杆直径。

收稿日期：2011－09－14作者简介：赵磊（1973—），男，高级工程师，硕士，主要从事企业内部工业项目土建工程设计、管理工作.宁夏工程技术Ningxia Engineering Technology Vol．11No．1Mar ．2012第11卷第1期2012年3月文章编号：1671－7244（2012）01－0056－051工程概况中色（宁夏）东方集团有限公司原有的研发中心建筑无法满足使用要求，如果重新建设将耗费企业宝贵的时间和经费，而合理地对旧有建筑进行改造，不仅可以加快建设进程、节约建设资金，还可以减少用地紧张和资金量大、回收期长等不利因素.研究中心于2002年建成，原设计为二层现浇钢筋混凝土框架结构，层高3.9m ，一层为实验区，二层为集中办公区，上人屋面.原结构立面、平面示意如图1所示.2009年由于国际市场竞争日趋激烈，对产品性能要求越来越高，集团公司原有研发力量严重不足，决定增加科研投入，增加人员和设备.研究中心需要增加近1.5倍的使用面积，同时严格控制工期和造价.2改造方案2.1加层方案目前房屋加层方法大概分为直接加层法和外套结构加层法两种.前者可充分利用原有建筑的承载潜力，是扩大使用面积最经济、最方便的手段.由于原结构方案选型正确，传力途径明确，节点连接可靠，设计文件（图纸、计算书）齐全，且满足现行规范要求；经检测原结构地基基础变形值和倾斜值均满足规范要求，地基基础稳定；上部结构投入使用时间不长，使用环境良好，结构强度储备充分，仅需要对局部构件进行加固即可满足要求.因此，选择在原有二层的基础上加盖二层框架，功能分区同原第二层.加层部分内外墙体采用轻质材料，改造后结构布置如图2所示.2.2加固技术方案目前流行的加固技术有很多，如增大截面加固法、粘贴钢板加固法、预应力加固法、改变受力体系加固法、外包钢加固法、粘贴碳纤维布加固法、植筋法等等[1].综合建设单位改造要求以及本地区成熟技术确定具体加固方案：①对于加层后轴压比超限的钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用赵磊（中色（宁夏）东方集团有限公司工程部，宁夏石嘴山753000）摘要：以中色（宁夏）东方集团有限公司的钢筋混凝土框架结构加层改造工程为例，以现行加层理论为基础，利用SATWE-8软件工具对结构因改造引起的力学性能改变进行了大量的计算和分析，最终提出运用“模拟加层、整体分析、前后对比”的改造设计方法，对该建筑进行了加层改造，并取得了良好效果，不仅验证了上述方法的科学性和实用性，而且积累了大量的改造经验.通过对改造计算结果的分析，得出了一个“经验系数”，在今后类似结构加层改造工程中，利用这个“经验系数”可以简化计算工作量，缩短设计周期.关键词：框架结构；加层改造；整体分析中图分类号：TU375.4文献标志码：Ab 平面图图1原结构立面、平面示意图a 正立面图①⑧7.8006.90011.70010.8004.8003.9003.0000.9000.000①②③④⑤⑥⑦⑧7800720048008400468004800720072007200720072003000E DCB A24600图3框架柱加固截面示意图图2加层部分平立面示意图框架柱采用增大截面加固法处理；②对于加层后承载力不足的框架柱采用外包型钢加固法处理；③对于加层后承载力不足的框架梁采用粘贴钢板加固法处理；④对于独立柱基础采用增大底板截面并配合植筋技术进行处理；⑤对于楼板、次梁类构件暂定不予加固；⑥经检测原地基土质均匀稳定，无需加固处理.3加固设计的分析对比3.1确定需要加固的结构构件(1)根据原结构设计文件（图纸、计算书）使用SATWE-8软件对原结构进行整体分析计算，取得改造前结构内力、配筋、位移等数据.(2)按照建设单位的改造要求使用SATWE-8软件重新模拟加层建模，其中一、二结构层的计算基本条件如构件截面尺寸、荷载标准值[2]、钢筋强度、混凝土标号等完全按照原结构对应条目执行；新增三、四、五层由于使用功能同原结构，故建模时亦按照第二层相关参数设计.经过整体分析计算取得相关数据.(3)通过对前后数据在结构内力、周期、层间位移、刚度、构件配筋等方面的对比分析，确定具体需要加固处理的结构构件.由于篇幅所限，具体过程不再赘述，下面列出需要加固处理的代表性的结构构件：①加层后轴压比超限的框架柱见：一层B/2柱；②加层后承载力不足的框架柱见：一层E/1柱；③加层后承载力不足的框架梁见：一层B/2/3轴梁段；④加层后承载力不足的独立柱基础见：B/2柱下独立柱基础.3.2结构构件加固设计3.2.1框架柱加固设计(1)对于加层后轴压比超限的框架柱：用增大截面法计算时，可根据规范公式计算，但是公式为五元高次方程组，求解比较麻烦，可根据模拟加层后的电算配筋结果进行试算.(2)对于加层后承载力不足的框架柱：用外包型钢加固法计算时，根据规范公式计算，但是公式为五元高次方程组，求解比较麻烦，可根据模拟加层后的电算配筋结果进行试算.(3)框架柱加固设计结果如图3所示.3.2.2框架梁加固设计对于加层后承载力不足的框架梁,用粘贴钢板加固法计算.以B/2/3轴梁段设计为例（图4）.3.2.3独立柱基础加固设计将原基础底板钢筋凿出，同新增底板钢筋焊接，新旧混凝土结合面构造植筋；增高第一步承台高度为400mm （图5）.①②③④⑤⑥⑦⑧7200720048008400468004800720072007200720072003000E DCB A①⑧46800a 加层后正立面图b 新增三、四层平面图19.50018.60016.50015.60014.70012.60011.70010.8008.7007.8006.9004.8003.9003.0000.9000.000新增主筋8准22原柱主筋附加连接筋，沿柱高方向间距500满布准12@500原柱60050050505050500600a 一层B/2柱截面加固示意图新增箍筋准10@1005003030原梁宽原梁宽3030500b 一层E/1柱加固截面示意图原柱M16普通螺栓结构胶植入原梁柱25厚M10钢丝网水泥砂浆防护层将原柱棱角打磨成10mm 半径的圆角待型钢构架焊接完成后灌结构胶处理柱加固等边角钢75mm ×6mm焊缝等边角钢50mm ×6mm 与柱加固角钢焊接15024600第1期赵磊：钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用57第11卷宁夏工程技术4加层改造验算4.1框架梁柱加固后截面刚度折算4.1.1框架柱截面刚度折算(1)轴压比超限柱.原柱截面b 0×h 0=500mm ×500mm ，混凝土等级C25，原框架梁混凝土的弹性模量E co =2.8×104N/mm 2，加固后截面尺寸为b ×h =600mm ×600mm.加固后柱截面刚度EI =3.024×1014，加固前柱截面刚度E 0I 0=1.458×1014，改造后截面刚度增幅为107.4%.改造后柱截面刚度增大很多，故验算时取柱截面为b ×h =600mm ×600mm.(2)承载力不足柱.对该类柱本文采用在柱四角粘Q345级等边角钢的加固方法.加固材料为型钢，与原柱材料不同，需要根据两者的弹性模量、截面几何参数进行等刚度折算，将加固角钢对原柱的刚度贡献折算成混凝土柱的截面高度.型钢加固后柱承载力和截面刚度可按整截面计算，其截面刚度EI ，可按下式计算[3]EI=E co I co +E a A a a 2a 2，式中：E co ，E a 分别为原柱混凝土和加固角钢的弹性模量；I co 为原柱截面惯性矩；A a 为加固构件一侧外粘角钢的截面面积；a a 为受拉与受压两侧角钢截面形心间距.加固用Q345∠75×6，E a =2.06×105N/mm 2，单肢截面积879.7mm 2，角钢形心距20.7mm ，则加固后柱刚度EI =1.459×1014.加固前柱刚度E 0I 0=1.458×1014，改造后截面刚度增幅为0.06%.经计算，改造后柱折算截面积A =272369.51mm 2，验算时取柱截面为b ×h =522mm ×522mm.4.1.2框架梁截面刚度折算对框架梁采用在梁顶或梁底粘Q235级钢板的加固方法.加固材料为钢板，与原框架梁材料不同，需要根据两者的弹性模量、截面几何参数进行等刚度折算，将加固钢板对原梁的刚度贡献折算成混凝土梁截面高度.钢板加固后梁承载力和截面刚度可按整截面计算，根据等刚度原则计算截面刚度EI .原梁截面b 0×h 0=250mm ×600mm ，混凝土等级C25，梁顶加固用Q235钢板截面为3mm ×250mm ；加固钢板的弹性模量E a =2.06×105N/mm 2，梁顶所粘钢板的截面面积为750mm 2.经计算加固后梁刚度EI =1.38×1014，加固前梁刚度E 0I 0=1.26×1014，改造后梁截面刚度增幅为9.5%.经计算，改造后梁折算截面积A =154770mm 2，验算时取框架梁截面为b ×h =250mm ×619mm.4.2加层改造后整体验算根据折算后的构件截面尺寸、模拟改造时的荷载重新建立电算模型，用SATWE-8进行结构整体计算，得出结构加层后的力学数据，其结果如满足《混凝土结构设计规范》[3]的相关要求，则表示加固设计成功，如不满足，则须重新进行加固设计直至满足为止.另外，抗震设防区还需根据《建筑抗震设计规范》[4]进行抗震验算前后数据的对比.轴压比对比如表1所示，结构自振周期对比如表2所示，层间位移对比如表3所示.由表1可知，改造后一层柱轴压比较模拟改造后均有不同幅度的减少，且均符合《建筑抗震设计规范》[4]第6.3.7条要求.说明改造后柱在地震作用下的变形性能较模拟改造后有所提高；改造后柱内力较模拟改造后均有不同幅度增减，这是由于改造后梁柱截面刚度增大导致内力重新分布的原因造成的.由表2可知，由于改造后梁柱截面刚度增大的原因，改造后结构自振周期小幅度减少，相应的地震影响系数有较小幅度增大，地震作用效应相对小幅增加.由表3可知，同模拟改造后相比，结构最大层间位移角均有小幅减小，这是由于改造后结构刚度小幅增加所致，且均满足《建筑抗震设计规范》表5.5.1的层间位移角限值（1/550）.4.3加层改造效果分析由上述对比分析结果可知，按照2.2节改造方图4框架梁截面加固示意图1200U 型箍梁底加固钢板梁顶加固钢板同加固钢板粘接12厚L 型钢板宽度同梁宽M14螺栓结构胶植入深度120mm 10mm ×50mm 扁钢U 型箍同L 型钢板焊接U 型箍间距200800b 支座节点详图a 框架梁加固示意图L 0L 1L 1框架梁框架中柱框架边柱梁顶结构胶粘钢板梁底结构胶粘钢板图5B/2柱下独立基础加固示意图加固前将原基础表面凿毛，凹凸高度不小于50mm新增基础C30混凝土原基础加固前将原基础底板钢筋全部凿出新增钢筋同原钢筋搭接焊接，搭接长度10d 双向准14@150300400100300300100-0.700-1.300-1.300-0.60058案对该分析检测中心进行加层改造后，同模拟改造后相比，结构有如下改变：①结构自振周期小幅减小；②结构层间位移角小幅减小；③结构刚度小幅增大；④构件配筋小幅增加.改造后同原结构相比，有如下改变：①结构自振周期大幅增加；②结构层间位移角较大幅度增加；③结构刚度较大幅度增大；④构件配筋较大幅度增加.综上所述，该建筑改造后整体性能较模拟改造后性能有小幅提高，但是同原结构相比有较大差异.改造后无论单体构件还是结构整体性能均能满足设计规范要求，改造在理论上是成功的.4.4经验公式探讨对本工程改造结果进行简单的数值分析（表4）可知，还可以简单地根据模拟电算出的配筋结果确定使混凝土框架梁、柱正截面抗弯承载力达到预期水平所需增加的钢筋截面积，按照等强代换的原则计算出所需加固钢板截面积即可.需要注意的是：考虑到加固材料同原结构协同工作二次受力的影响，加固型钢或钢板不能达到设计强度.实际设计时上述采用等强代换的原则计算出所需加固钢板（型钢）截面积还需要乘以1.3的代换系数.5结语该建筑于2009年改造完成至今，经过2a多的实际使用，未发现任何安全问题，改造效果良好，可认定为成功案例，通过这次成功的加层改造设计，积累了大量的设计经验.更重要的是验证了“模拟加层、整体分析、前后对比”的改造设计方法是科学合理的，是规范方法的补充和延伸，而且更具备可操作性.通过在实际工程改造设计中的应用研究总结出如下经验：(1)旧房加层改造设计时应根据具体改造要求结合现有加固方法，本着安全、经济、可行的原则综合对比确定具体加固方案.(2)在制定加固方案时，除考虑可靠性鉴定结论、加固内容及建设单位要求外，尚应考虑加固后建筑物的总体效应.如进行加层加固改造时，整个结构的荷载发生了变化，除了要把新增部分设计好外，还要对原结构进行整体承载力的验算，不能继续满足要求的构件要进行加固处理，以保证加固后的建筑继续正常使用.(3)进行改造设计前应充分做好前期准备工作：对原结构进行分析检测，以全面掌握其整体结构性能和构件性能，并为改造提供必须的原结构基础数据信息；原结构材料的强度要尽量按原设计取用，当没有原始强度资料时，要进行实测取用；对加固结构承受的荷载，应实地调查并结合设计图纸加以采用；表4柱(梁)代换系数计算柱(梁)号B/3柱A/2柱B轴/2-3轴梁段支座C轴/4-5轴梁段支座D轴/3-4轴梁段支座D轴/3-5轴梁段跨中改造前A0245419642079195019001140模拟改造后A1393639362551236322941520柱(梁)角钢面积A2/mm217602300750750750600代换系数A2×f sp（A1-A0）×f y1.221.211.141.301.281.14柱(梁)配筋面积/mm2注：Q345角钢强度f sp1=310N/mm2；Q235钢板强度f sp2=215N/mm2；HRB335钢筋强度f y=300N/mm2.考虑到加固材料二次受力影响导致其强度折减，代换系数取为1.3.表1改造后同模拟改造后一层柱设计内力对比表柱号A/1，A/8 A/2，A/7 A/3，A/6 B/1，B/8 B/2，B/7 B/3，B/6 B/4，B/5 C/1，C/8 C/2，C/7 C/3，C/6 C/4，C/5 D/1，D/8 D/2，D/7 D/3，D/6 D/4，D/5 E/1，E/8 E/2，E/7 E/3，E/6 E/4，E/5模拟改造后0.350.580.350.550.850.700.710.490.770.730.840.490.770.730.810.360.590.570.68改造后0.330.520.330.500.600.650.660.440.700.670.610.440.710.660.580.330.530.520.62模拟改造后1051.61517.51047.21454.22524.31868.71706.0754.11563.91657.42120.1791.11619.51659.91962.41063.31508.91289.21569.8改造后1011.71510.51011.91404.22511.71862.02127.6754.61567.61618.82028.2793.71631.01482.71849.51024.31564.31282.31558.0模拟改造后281.6298.5282.3288.7321.6395.3368.8355.8394.0363.7406.9367.0409.7364.8379.1286.0291.9336.2351.3改造后55.4275.955.1267.20.1374.9325.2337.9371.6351.7622.0350.1384.2381.8590.458.3270.3314.5330.3轴压比设计轴力/kN设计弯矩/（kN·m）表2模拟改造后结构自振周期与改造后结构对比振型振型1周期(平动振型)振型2周期(平动振型)振型3周期(扭转振型)模拟改造后0.98080.97470.8958改造后结构0.93080.92790.8591增幅/%-5.1-4.8-4.1表3模拟改造后结构最大层间位移角与改造后结构对比最大层间位移角X方向地震作用下最大层间位移角Y方向地震作用下最大层间位移角X方向风作用下最大层间位移角Y方向风作用下最大层间位移角模拟改造后1/5721/5841/36231/2193改造后结构1/5751/5891/39311/2429增幅/%-0.5-0.8-7.8-9.7第1期赵磊：钢筋混凝土框架结构加层改造设计实例及应用59第11卷宁夏工程技术A case study of adding layer of reinforced concrete frame structureZHAO Lei（CNMC Ningxia Orient Group Co.,Ltd.,engineering department ，Shizuishan753000，China ）Abstract ：Take the adding layer engineering of reinforced concrete frame structure in CNMC Ningxia Orient Group Co.,Ltd.for example,based on existing theory about adding layer,using SATWE -8software tool for calculation and analysis of mechanical properties change in construction reconstructed,retrofitting design method is brought forward to use in principles of “simulation adding layer,global analysis,around contrast ”，adding layer reconstruction has good effects,its science and practicability is verified,and reconstruction experience is accumulated.A “empirical coefficient ”has been gotten from analysis of calculated result,and it can be reused in similar structure reconstruction with the effect of reducing the computation workload and shorting design period.Key words:frame structure ；retrofitting of layer adding ；global analysis（责任编辑、校对王德平）工艺设备荷载和吊车荷载等应由建设单位提供；验算时用到的荷载均应符合现行荷载规范要求.(4)要整体分析结构改造前后在整体性能、构件内力及配筋等方面的差异，得出改造对原有结构产生的整体性能弱化、内力重分布等方面的变化规律.(5)针对需要加固的构件确定具体的加固方法进行加固设计.由于加固结构属于二次受力结构，在截面加固设计时应充分考虑加固材料的滞后应力、应变.另外在进行截面构造设计时还应考虑到二次组合结构的情况，充分做好新旧材料的锚固、拉结设计，最大限度确保同步受力.(6)根据加固截面设计结果进行结构整体验算，对改造后结构的整体性能、构件内力及配筋等方面重新分析，若结果满足相关设计规范要求，可在理论上认定改造设计成功，反之则需根据验算结果有针对性地重新调整加固设计直至满足为止.特别需要注意的是：结构构件改造后截面刚度均发生不同程度的变化，在进行整体验算时一定要充分考虑不同加固材料对原构件刚度的贡献，否则验算结果难以真实反映结构加固后的整体性能.(7)本次设计所采用的结构分析软件是中国建筑科学研究院PKPMCAD 工程部开发的《结构空间有限元分析软件SATWE-8》，也可采用ANSYS 等大型有限元分析软件.(8)加固设计方法有很多，实际改造设计中应注重方法的实用性，在实际工程设计计算中可以采用一些简化方法.例如：采用增大截面法对轴压比超标柱进行加固设计，可根据《混凝土结构加固设计规范》[1]第5.4.2节公式计算，但是该节公式为五元高次方程组，求解比较麻烦.在本改造工程中是根据模拟电算出的配筋结果进行试算，具体参见本文第4.4节相关内容.总之，文中采用的方法灵活应用了规范的规定且具有良好的可操作性，便于工程人员实际操作.参考文献：[1]中华人民共和国建设部.GB 50367—2006混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002：15-30.[2]中华人民共和国建设部.GB 50009—2001建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：5-20.[3]中华人民共和国建设部.GB 50010—2002混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002：45-62.[4]中华人民共和国建设部.GB 50011—2001建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：63.60。

梁式楼梯结构计算实例楼梯的平面布置，踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。

板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯，宾馆和公共建筑有时也采用一些特种楼梯，如螺旋板式楼梯和剪刀式楼梯(图8-1)。

此外也有采用装配式楼梯的。

这里主要介绍板式楼梯和梁式楼梯的计算机构造特点。

(a)剪刀式楼梯 (b)螺旋板式楼梯图8-1 特种楼梯楼梯的结构设计包括以下内容：1) 根据建筑要求和施工条件，确定楼梯的结构型式和结构布置；2) 根据建筑类别，按《荷载规范》确定楼梯的活荷载标准值。

需要注意的是楼梯的活荷载往往比所在楼面的活荷载大。

生产车间楼梯的活荷载可按实际情况确定，但不宜小于3.5kN ／m(按水平投影面计算)。

除以上竖向荷载外，设计楼梯栏杆时尚应按规定考虑栏杆顶部水平荷载0.5kN／m(对于住宅、医院、幼儿园等)或1.0kN／m(对于学校、车站、展览馆等)；3).进行楼梯各部件的内力计算和截面设计;4) 绘制施工图，特别应注意处理好连接部位的配筋构造。

梁式楼梯结构计算实例梁式楼梯由踏步板，斜梁和平台板、平台梁组成(图8-9)。

其荷载传递为：1)踏步板踏步板按两端简支在斜梁上的单向板考虑，计算时一般取一个踏步作为计算单元，踏步板为梯形截面，板的计算高度可近似取平均高度2/)(21hhh+=(图8-10)板厚一般不小于30mm~40mm，每一踏步一般需配置不少于2ø6的受力钢筋，沿斜向布置间距不大于300mm 的ø6分布钢筋。

图8-9 梁式楼梯的组成图8-10 踏步板2)斜边梁斜边梁的内力计算特点与梯段斜板相同。

踏步板可能位于斜梁截面高度的上部，也可能位于下部，计算时可近似取为矩形截面。

图(8-11)为斜边梁的配筋构造图。

3)平台梁平台梁主要承受斜边梁传来的集中荷载(由上、下楼梯斜梁传来)和平台板传来的均布荷载，平台梁一般按简支梁计算。

图8-11 斜梁的配筋例8-2某数学楼楼梯活荷载标准值为2.5kN／m2，踏步面层采用30mm厚水磨石，底面为20mm厚，混合砂浆抹灰，混凝土采用C25，梁中受力钢筋采用HRB335，其余钢筋采用HPB235，楼梯结构布置如图(8-12)所示。

结合工程实例探讨张弦梁结构施工技术摘要：本文作者通过某工程张弦粱结构的施工，掌握了大跨度钢结构张弦梁吊装、定位、焊接、张拉，予应力、变形控制的有关施工技术，积累了一定的数据，希望在以后类似工程施工中有更好的进步，同时供同行参考。

关键词：张弦梁；结构；施工技术；控制与监控1、工程概况某交易中心大楼为全现浇劲钢混凝土框架剪力墙结构，地下一层、地上：主楼十九层、辅楼四层，总建筑面积85718.29m2。

根据图纸设计，主辅楼间轴线至轴线宽27.00m、进深72.00m，其间设阳光大厅相连，阳光大厅一层，层高22.50m，同时主辅楼间在四层设有一座连接天桥，该天桥为钢结构张弦梁组合楼承板结构，张弦梁宽2.00m、跨度27.00m，为下张弦型钢梁，其型钢主梁规格为700×300×20×30mm、型钢次梁规格为700×200×10×12，型钢梁材质均为q345gj-b级钢，钢拉杆为屈服强度reh=1080mpa、直径d＝60 mm、uu型不锈钢钢拉杆，考虑结构荷载本连接天桥张弦梁共设四根钢拉杆，张弦梁最大矢高1.20 m m，张弦梁两端支座为rb500、usvf-500-g6型橡胶隔震支座。

2、张弦梁结构施工方案的确定考虑张弦梁的加工制作在场外加工厂进行，由于受运输、吊装等条件的限制，整个张弦梁的制作考虑分成三段进行。

张弦梁的安装考虑在两拼接点处搭设钢管支撑架，采用塔吊将张弦梁吊装就位，其一端安装在橡胶隔震支座上、另一端临时隔放在钢管支撑架上，待各段全部吊装就位后将其进行拼装焊接，最后安装钢拉杆。

由于钢拉杆安装精度要求较高，为便于施工，张弦梁四根钢拉杆在张弦梁中间撑杆安装前先行安装，最后安装中间撑杆，撑杆的安装先安装下端节点，在下端节点安装完成后必须在节点上施加一定的荷载使钢拉杆处于直线状态以确保撑杆上节点的安装。

3、张弦梁结构施工顺序张弦梁制作—张弦梁安装脚手架搭设—张弦梁橡胶隔震支座安装—张弦梁型钢梁安装—张弦梁不锈钢钢拉杆安装—张弦梁斜撑杆安装—组合楼承板施工—张拉工装制作与安装、油压表的检定等—钢拉杆张拉—内力、变形参数控制与监测—张弦梁支撑脚手架拆除—张弦梁橡胶隔震支座与型钢张弦主梁最终焊接。

梁式转换层结构设计实例分析摘要：近年来高层建筑转换层结构的工程应用发展迅猛，新颖转换结构层出不穷，其中梁式转换层结构因其具有传力明确、经济可靠、施工简便的特点，应用最为普遍。

本文结合工程实例探讨梁式转换层结构设计方法，供同仁参考。

关键词：梁式转换层；结构设计；结构计算近年来，随着城市建设的飞速发展，为适应建筑功能需要，高层建筑平面布置和立面体型日趋复杂。

其中较为常见的形式为：下部是大开间的商场或公共娱乐场所，上部是小开间的民用住宅。

下部空间自由灵活，大柱网、少墙体，能满足公共使用要求；上部则利用较多的墙体来分隔空间，从而满足住宅户型的需要。

如此设计，使得下部与上部的建筑结构体系形式形成较大的差异，违背了常规的结构竖向布置原则。

一般而言，当高层建筑下部楼层竖向结构体系或形式与上部楼层差异较大，或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时，就必须在结构改变的楼层下布置转换层结构。

1高层建筑转换层设计概述带转换层高层建筑的设计主要结构为：1）加强转换层及其下部结构刚度，要求转换层及其上、下结构侧向刚度基本均匀。

即必须设置一定比例的落地剪力墙，并加大落地剪力墙的厚度或提高混凝土强度等级，必要时可增设部分剪力墙。

当转换层位于1层时可采用剪切刚度比γ=(g2a2)/(g1a1)×h1/h2≤2（g1，g2为底层和转换层上层的混凝土剪变模量；a1、h1，a2、h2为底层和转换层上层的折算抗剪截面面积、层高)；当转换层位于2层及以上时可采用等效侧向刚度比γe=(δ1h2)/(δ2h1)≤1.3（如图1计算模型1、2）；转换层位于3层及以上时还应满足其楼层与上层侧向刚度之比(viδi+1/(vi+1δi)≥0.6的要求（参考《建筑抗震设计规范》附录e 转换层上、下结构侧向刚度规定）。

2）避免罕遇地震作用下下部主体结构（框支柱、转换梁等）破坏，同时应注意保证转换层上部1层～2层不落地剪力墙的承载能力和延性，避免重力荷载和罕遇地震作用下不落地剪力墙根部的破坏；注意和加强下部框架梁、上部连梁的延性，适应罕遇地震作用下的塑性较发育发展耗能的需要。