各位老铁们好，相信很多人对旧房钢构改造设计都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于旧房钢构改造设计以及旧房轻钢结构加固方法的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

多层轻钢结构的住宅设计

本文阐述了低多层轻钢结构住宅常用的结构体系及主要构件的设计，对目前存在的问题作了一定的探讨并指出发展方向。

关键词：轻钢结构结构体系组合楼盖

一、前言

轻钢结构住宅相比于传统住宅，有其突出的优点：

（1）轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高，商品化程度高。

（2）现场施工速度快，主要为干作业，有利于文明施工。

（3）钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。

（4）自重轻，抗震性能好。

（5）综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。

随着我国钢产量的快速增长，对用钢政策由限制用钢到合理用钢到积极用钢，国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结构住宅产业，在沿海大城市限期停止使用粘土砖。因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究中的热点。不过，多层轻钢结构的研究还处于起动阶段，研究力度还不够，实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决，以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。

二、结构体系选型

对低、多层住宅，目前国内外常用的结构体系主要有：

（一）冷弯薄壁型钢体系

构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件，可单独使用，也可组合使用，杆件间连接采用自攻螺钉。这种体系节点刚性不易保证，抗侧能力较差，一般只用于1～2层住宅或别墅。笔者处理的几个旧房加层，如蓟县国税局、天津港派出所等改造工程，使用了该体系，效果较好。

（二）框架

目前，这种体系在多层钢结构住宅中应用最广。纵横向都设成钢框架，门窗设置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活需求。钢框架考虑楼盖的组合作用，运用在低多层住宅中，一般都能满足抗侧要求。但是由于目前框架柱以H型钢为主，弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证，因此设计施工时须慎重处理。

（三）框架支撑体系

在风载或地震作用较大区域，为提高体系的抗侧刚度，增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为多重抗侧体系，而且梁柱节点，柱脚节点可设计成铰接、半刚接，施工构造简单，基础主要承受轴力，体形较小，因此成为人们青睐的对象。

（四）框架剪力墙体系

在低多层住宅中，可以应用传统的剪力墙体系，如钢筋混凝土剪力墙或钢板剪力墙。目前正在研究的空腔结构板是一种理想的抗侧结构。空腔结构板是一种新型的轻质板材，采用黄纸制成具有众多等边空腔结构的板状基架，然后经浸渍而成。该板材与钢框架可靠连接，便可形成新型剪力墙。另外美国，澳大利亚等国还开发了交错桁架体系，比较新颖。

三、主要构件设计

（一）柱

前已述及，钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，同时应该考虑强柱弱梁的要求。而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面，强弱轴惯性矩之比3～10，势必造成材料浪费。因此对于轴压比较大，双向弯矩接近，梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的。对于方钢管混凝土柱，不仅截面受力合理，同时可以提高框架的侧向刚度，防火性能好，而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。因此，尽管平面受力结构中，选用H型钢或I字钢在受力上还是合理的但总体上，箱形钢管柱尤其是方钢管混凝土柱应得到广泛应用。方钢管混凝土柱将是钢结构住宅发展的主要方向，但由于缺乏相应的规范、规程，目前在住宅中应用还很少。尤其钢管砼梁、柱的连接较为复杂，不利于工厂制作和现场施工，应加大力度开发研究。

（二）楼盖

在多层轻钢房屋中，楼盖结构的选择至关重要，它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外，更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用；另外从抗震角度来看，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。常用的楼盖结构有：压型钢板-现浇混凝土组合楼板，现浇钢筋混凝土板以及钢-混凝土叠合板，而以第一种最为常用。目前，在多层轻钢房屋整体分析时，还普遍不考虑楼盖与钢梁的组合作用，即使设置抗剪键，也偏保守地假设钢结构承受全部荷载，这样不仅增加材料用量和结构自重，反而会造成强梁弱柱的不利情况。有一6层算例，表1、表2分别反映了考虑楼盖组合作用对梁刚度以及结构整体刚度的影响。

表1截面惯性矩对比

构件名称截面惯性矩组合前后的对比

主梁（负弯矩区）1.51（2.22）1.47

主梁（正弯矩区）1.51（4.28）2.83

次梁0.797（2.48）3.11

注：括号内为考虑年组合作用的情况

表2结构位移对比

结果工况1工况2工况3

楼层梁挠度16.9（10.9）16.9（10.2）/

屋盖梁挠度35.5（35.4）34.3（34.2）/

底层层间位移16.9（10.2）4.8（3.7）8.4（5.9）

顶点位移/18.2（13.8）49.9（31.0）

注：括号内为考虑年组合作用的情况

算例表明，考虑组合作用后主梁的刚度大大增加，使得梁的挠度和地震作用下柱顶的侧移大为减少，此考虑组合作用应予关注。为使楼层高度减到最小，提供更大的空间，组合扁梁楼盖也成为一种趋势。

（三）支撑体系

支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种，前者耐震能力较差，后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且为门窗洞的布置提供了有利条件，目前国内用的还很少，建议在高烈度区首选偏交支撑。剪切型耗能梁段，加劲肋按以下公式设计：

a＝29tw-d/5,（γp＝±0.09rad）（1）

a＝38tw-d/5,（γp＝±0.06rad）（2）

a＝56tw-d/5,（γp＝±0.03rad）（3）

式中，a―――加劲肋间距，d―――梁高，―――腹板厚度，γp―――塑性转角；弯曲型耗能梁段还需在梁段端点外1.5bf处加设加劲肋。

（四）节点抗震设计

框架梁柱节点一般采用两种连接方法，根据"常用设计法"，即翼缘连接承受全部弯矩，梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。震害表明，这种设计不能有效满足"强节点弱杆件"的抗震要求，在高烈度区隐患很大。改进的框架节点设计，在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或者将梁端上下翼缘局部加宽盖板面积或加大的翼缘截面面积主要由大震下的验算公式确定：

式中：为基于极限强度最小值的节点连接最大受弯承载力，全部由局部加大后的翼缘连接承担；为梁件的全塑性受弯承载力；为基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力，仅由腹板的连接承担；为梁的净跨；为梁在重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。

四、结论

1）低、多层轻钢结构住宅考虑楼盖与钢梁的组合作用，可显著减小主梁挠度和柱顶位移。

2）为改进框架节点的抗震性能，可在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或将梁端上下翼缘加宽。

3）设偏心支撑时，梁应根据耗能梁段的受力类型设置加劲肋。

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旧工业建筑加层改造结构设计

一、引言

旧工业厂房改造与再利用是面对产业结构调整和城市更新的需求，综合考虑经济和社会等诸多因素而采用的一种方法和策略。从经济效益、环境意义、历史意义和文化意义等方面综合考虑，旧建筑增层改造和扩建更新有着显著的意义。

二、当前加层改造建筑的技术方法

当前加层改造建筑的技术方法以是否改变建筑高度可分为两大类。

不改变原建筑高度的加层改造形式

（1）新旧建筑结构构件相连接的加层法新建建筑物与原结构相连接的加层设计是在挖掘原厂房排架结构柱的受力潜能的情况下，使之与新建柱共同承担新建建筑的加层方法。此加层方法是将原来的排架结构改变成为框架结构，改变了原厂房的结构受力体系。

（2）原建筑内部直接新建框架柱的增层、隔层法此加层方法是利用原建筑作为一个外围框体，新建的内部加层建筑和原结构柱之间无连接或者无传力链接，原工业厂房起一个“避风港”的作用。

（3）局部构件连接的加层法钢结构局部加层法是在原厂房内部局部进行加层设计，局部与原结构柱相连接，形成了错层的空间体系，有较强的空间层次感。

2.增加原建筑高度的加层改造方法

（1）挖潜直接加层法挖潜直接加层法是通过挖掘原建筑结构的剩余承载力，在地基变形、基础承载力、主体结构不需要加固或不需要做太多加固的情况下，在原建筑顶部直接新起建筑的加层改造方式。

（2）改变荷载传递加层法该加层改造是在原有建筑物基础承载力或承重结构不能满足加层后承载力的要求，或因加层改造后使用功能的改变，需要对原结构的平立面做较大的调整，以满足现使用功能的要求，此种加层方法需要对原构件进行一定的加固处理或增设传力构件，可以改善原建筑的受力体系。

（3）外套结构加层法外套结构加层法可使加层层数不受限制，充分满足平面布置上的使用要求。在加层施工过程中不影响旧房的正常使用，加固新建互不干扰。

三、旧工业建筑的加层改造实例调研分析

1.西安建筑科技大学华清学院教学楼

西安建筑科技大学华清学院的一号二号教学楼和图书馆均由旧厂房改建而成，原厂房为单层排架结构，两栋建筑对称布置，单栋占地面积约2500m2，其中跨度为18m，柱距为6m，排架柱高9m，现功能为学校的主要教学楼。原厂房沿高度方向分隔成两层的框架结构，层高分别为一层4.2m，二层3.6m，上部留有1.8m的建筑空间，二层楼面采用轻质材料，借助于原厂房屋架体系，不做屋面的保温处理，加层设计的主要方式是在原厂房内部进行建筑加层，内部沿跨度方向新增设两排柱子，新建轴心柱距为12m，两边各自外伸3m，外伸部分与原结构柱无受力连接，即新建梁为外伸梁，如图1所示。从建筑结构设计的角度分析，该加层改造体系有以下几个特点：

（1）主体结构的保持传承着旧工业建筑的历史文化。

（2）新旧结构体系的分工与共存。该厂房加层设计为厂房的内部增层设计（一变二），此加层方法是利用原建筑作为一个外围框体，借助原排架结构其大空间的特点，在排架内部实现加层、隔层。

（3）灵活方便的布置形式。教学楼沿结构纵向为外双廊式，如此设计是因为受到了原厂房跨度的影响和教学楼开间的需要，内部楼梯设计灵活，形式简单快捷。

2.北京“798”艺术区

“798”即原国营798电子工业的老厂区，位于北京东北方向大山子地区。其结构是由相似的单元简单重复排列而成，主要分为砌体结构单层厂房和钢筋混凝土结构单层厂房。跨度和纵向长度较现阶段的工业厂房要小，尤其是建筑长度很少能达到60m以上，厂房的建筑高度集中在6～9m之间。厂房内部改造分隔为两层，局部一层，内部结构多采用钢结构体系，以此减轻结构的自重，同时也便于构件的连接，每个单元通风采光条件的一致性和空间高度为改造提供了可能性。

从结构设计的角度分析，北京“798”艺术区的厂房改建工程具有几个共同的特点：改变使用功能而未改变受力结构；拆除原有一些附加结构，使竖向空间增大；内部做局部的分隔，形成了带有阁楼气息的建筑风格。有的加层改造工程是在原厂房内部局部添加钢结构体系。“798”艺术区由于厂房内部的加层改造形成一个复式结构体系，局部构件与原厂房柱子相连接，但对原结构受力无太大的影响。厂房的改造从整体上将原有厂房内部分隔成3个层高，受力体系联系到了原排架柱，新旧结构柱形成统一的受力体系。

3.内蒙古工业大学建筑馆

内蒙古工业大学的建筑馆，曾经属于该校机械厂的铸造车间。其加层改造将原来的废旧的单层排架结构厂房改造成局部为四层的框架结构建筑馆，内部层次错落，改造后构件的传力明确，受力合理，厂房原建筑面积为2746m2，改造后建筑面积为5960m2，改造中废旧材料占整体用材的90%以上，该厂房的加层改造获得了良好的经济效果，建筑造价仅为600元/m2左右，节约造价约1500元/m2。内蒙古工业大学建筑馆的成功改造塑造了典型具有人文记忆的建筑品质，营造了开放交流的空间氛围，挖掘了较多的潜在资源，突出了空间优先的设计过程。在结构设计方面突出特点：

（1）错层、隔层的空间阁楼体系。改造设计保留原有空间的前提下，采用局部加层、隔层的改造方式，形成了整个空间在竖向存在着错落层次感，加层改造后最高层数达到了四层，大厅的位置保留着原建筑高度，以最少的用功创造最大化的空间使用模式，如图5所示。

（2）新旧结构相连接的改造形式。此次厂房加层改造设计中通过挖掘原主体排架结构柱的承载力，新建钢梁与原排架柱相连接，使得新旧体系同时受力、传力，这不但减少了新建结构柱的造价，同时新旧结构的相连也更加统一了加层改造的整体性。

（3）加层加固相结合的处理方式。当对原结构进行加层改造后，由于某些构件因外加荷载的作用，承载力不满足要求，进行了对原结构进行加固处理。加层改造工程对原有的屋架体系进行钢结构的加固处理，如图7所示。同时在钢梁与柱的链接部位对原工字型截面柱作加大截面的加固处理，连接节点处将柱在上下500m距离加大截面形成矩形截面，这种加层与加固相配合进行，节约加层费用的同时整体性更加良好。

本文分析加层改造的可行性和合理性，以及探索其在结构设计上的突破是加层改造的核心问题，从促使旧工业建筑加层改造再利用的原因入手，在总结当前加层改造建筑的技术方法的基础上，通过对西安建筑科技大学华清学院教学楼、北京“798”艺术区以及内蒙古工业大学建筑馆加层改造实例的调研。

总结出旧工业建筑的加层改造在结构上呈现出以下特点：华清学院教学楼的加层改造工程属于在厂房内部新建混凝土框架结构的加层改造，新建的内部框架结构在节点上与原厂房完全分离，内部形成单跨的两端外伸的两层框架结构，原厂房的外围墙体全部拆除，构筑成双外廊的教学楼，其真正的使用面积率不高；而北京“798”艺术区大部分则是厂房内部局部新起钢构柱，形成夹层以满足艺术画展的需求，结构上无太大的突破。

内蒙古工业大学建筑馆的加层改造属于内部新建建筑局部构件节点与原厂房柱相连接，且对原厂房的排架柱和屋架都做了一定的加固处理，在空间的分割上更为灵活多变，同时挖掘了原厂房承载潜力，使得新旧体系更好的形成统一体。对旧工业建筑的加层改造，在建筑学的特点及改造的原因分析方面已有相对较多的研究，但在加层改造的结构特点分析方面相对欠缺。希望通过对已加层实例的特点分析，能够为我国旧工业建筑加层改造提供一定的参考价值。

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旧房轻钢结构加固方法

旧房的轻钢结构加固方法可以分为以下几个步骤：

1.评估房屋结构状态：在加固旧房之前，需要评估房屋的结构状态和质量。可以请专业人员进行研究和评估，了解房屋的状况，包括房屋的结构、质量和可能存在的问题或损害。

2.选择适当的材料：选择轻钢材料作为加固房屋的主要材料，通常有薄壁钢管、薄板钢、薄板钢网格和钢板等，这些材料均具有抗震、耐火、耐腐蚀等优点。

3.加强支撑结构：对于老房子来说，最需要加强的是房屋的支撑结构，根据结构稳定性，增强支撑结构可以采用不同的方法，比如内部加固、外部加固、钢板组合式加固等。

4.加固墙体：因为房屋的结构是相互关联的，所以加固墙体同样非常重要。可以采用喷涂玻璃纤维增强材料、使用钢板和钢材成柱加固墙体等方式进行加固。

5.加固屋顶和地面：屋顶和地面是房子的重要部分，需要特别加固。可以使用薄板钢和大直径螺栓将屋顶和地面与墙壁相连接，以确保更好的结构。

6.评估成果：评估成果是确定加固效果的重要步骤。需要进行重新评估，以确保加固方式得到切实有效的运用。

综上所述，旧房轻钢结构加固步骤是非常重要的，应该依据真实的情况和要求，采取适当和科学的措施来加固房屋。

轻钢结构住房有哪些优缺点

1、优点：建造过程简单，可以省时省力、方便快捷。同时也非常环保，不会产生对人体有害的物质。成本较低且性价比高。结构稳定，不易坍塌，安全指数高。除了以上这些优点，它还防火，可以降低发生火灾的概率。

2、缺点：与普通房屋相比，轻钢结构的房屋不能拆除墙壁，在装修时较为麻烦。耐腐蚀性低，无法在潮湿环境中保持原样。因为自重较低，因此无法承载重物，承重力能力不佳。

关于旧房钢构改造设计和旧房轻钢结构加固方法的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。