某高层建筑屋顶增层结构设计方案

摘 要：为了更好的体现建筑自身的功能，在保证结构自身的结构受力机制不发生变化的情况下我们对某18层商务写字楼提出了屋顶增层结构的具体方案，对结构增层之后产生的作用力和之前的受力情况进行全面的分析，提出一个相对科学合理的设计方案。本文主要分析了某高层建筑屋顶增层结构设计方案，以供参考和借鉴。

关键词：高层建筑；增层；生根

在建筑施工的过程中，很多高层建筑都会选择在屋顶增层的设计和处理方式，而这种结构在施工的过程中又存在着一定的特殊性，如果不能保证其质量，就可能对整个工程的稳定性和安全性构成非常不利的影响，因此我们必须要采取有效的措施保证结构方案设计的科学性和合理性。

1 工程概况

高层商务写字楼地下4层，地上18层。建设用地面积5881m2，总建筑面积6035817m2（其中地下部分1813017m2，地上42228m2），建筑檐口高度74170m。因功能需要，现欲在原有建筑物标高73195m处增层，加层主体为两层，中心局部筒体向上继续延伸一层。新增第1层建筑层高为4185m、层顶标高为78180m；新增第2层建筑层高为815m、层顶标高为87130m；核心筒局部突出新增屋顶高度为3155m，屋顶标高为90185m。新增层墙、柱混凝土强度等级为C40；新增层楼面板混凝土强度等级为C30。

原结构体系为现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，主体结构为A级高度高层建筑，结构安全等级为二级；建筑抗震设防类别为丙类，结构设计使用年限为50年。基础采用梁板式筏形基础。标准层平面为约51m@41m的矩形，中心核心筒覆盖范围约为27m@14m，塔楼仅外圈周边有框架柱，长边和短边分别有8根柱、6根柱（均包括两根角柱）。标准层一圈框架主梁截面尺寸为800mm@900mm；标准层内筒和外框之间主要通过500mm@650mm、850mm@700mm两种截面类型的钢筋混凝土梁相连。

2 增层结构方案

新增两层在工程施工中主要采用的是钢筋混凝土结构，这样就可以十分有效的保证新建结构和原来建筑结构的协调性和统一性，为了可以防止结构的刚度发生较大出的变化，在合格建筑师沟通之后，原来的结构顶层所有的筒体会继续向上延伸，直到新增结构的第二层，此外还要对原来的筒体结构加以保留和维护。

第1层加层结构方案：层高为4185m，层顶标高为7818m。一圈新增混凝土柱生根于原73195m标高柱顶，柱截面尺寸同相邻下层原结构柱；混凝土内筒顶部设压顶梁，截面尺寸为550mm（宽）@1000mm（高）；筒体转角处增设10根角柱，其中编号为JZ2的柱有2根，柱截面尺寸为900mm@800mm，柱编号为JZ1共6根，截面尺寸为600mm@600mm，柱编号为JZ3共2根，截面尺寸为900mm@600mm。本层新增楼面采用钢筋混凝土楼板。标高7818m。

第2层加层结构方案：层高为815m，层顶标高为8713m。新增混凝土柱升至8713m标高处，内筒仅有5轴与6轴之间及7轴与8轴之间局部墙体升至8713m标高处，下层筒体的10根角柱均升至8713m标高处。在筒体顶部及筒与筒之间设压顶梁，截面尺寸为550mm@1000mm。本层新增楼面采用钢筋混凝土楼板，荷载及跨度较大的局部楼面以及采光顶区域采用钢梁，其余部分采用钢筋混凝土梁。标高8713m处。局部筒体向上延伸至标高90185m，层高3155m，楼面为钢筋混凝土梁板结构。

3 加层前后结构整体性能参数的对比

3.1 总质量

原结构和加层之后结构的质量对比如表1所示。

3.2 地上结构基底剪重比

在该工程施工中，地下室顶板可以当做是地上结构的嵌固侧，在研究中我们将地上结构底层的剪力和基底的剪重比进行了全面的对比分析，如表2所示。从表2当中我们可以看到，雨伞结构和加层之后的结构在X向和Y向的剪重比都是满足相关标准的要求和规定的。

表2 地上结构底层剪力与剪重比的对比

3.3 轴压比

原来的结构和加层之后的结构地下4层和地上一层墙、柱结构的最大轴压比的实际情况如表3所示，从表3当中我们可以看到，其数值都能充分的满足相关的要求和规定。

表3 加层前后的轴压比

从上述的对比上来看。在原来的工程中加设两层对原结构的影响在正常的范围之内，所以这一设计思路从整体上来说是可行的。

4 新增竖向构件与原构件的连接方法

4.1 外圈新增框架柱纵筋生根的方法

在和业主及建筑师进行了全面的沟通和协调之后，塔楼外圈大约900mm高的创下强能够应用在结构的过程中。在原来的结构外圈框架的上方的位置要重新设置一圈钢筋混凝土梁，通常我们将其称之为卧梁，新增的卧梁和原来的框架柱之间的连接筋和箍筋都能合为一体，因为卧梁结构本身具有非常好的钢芯，所以新增框架柱当中的部分纵筋也可以保证锚固体的可靠性和安全性。

4.2 原筒体上方新增的剪力墙主筋生根的方法

在原来的结构当中将标高为78.80m的楼板在乡下1000mm的范围之内将所有的多余混凝土进行凿除处理，新增的一圈压顶梁和新增的剪力墙主筋就深植其中。

4.3 新增筒体角柱主筋生根的方法

为了能更好的对新增楼层当中的框架梁保持良好的支承作用，在筒体的侧边位置和角的位置设置了一部分钢筋混凝土柱，新增柱的标高需要控制在73.95-78.8m的地方，原来的结构和连接做法有一定要充分的按照其基本的要求来处理，新增墙的顶梁和原来的筒体应该组合成一个整体。

5 增层结构施工中的注意事项

首先是在对新混凝土进行浇筑施工的过程中，原来的混凝土表面一定要进行全面的清理，同时还要采取有效的措施进行洒水湿润，此外还应该涂刷一层界面剂，这样才能更好的保证新旧混凝土能够形成一个整体。

其次在施工的过程中一定要采取有效的安全措施，在对原来的结构进行处理的时候一定要对可能受到影响的结构进行有效的支护处理，同时还要对新设的主体支承结构进行全面的验算。

结束语

在高层建筑房屋顶曾曾施工的过程中，会有很多因素对施工的质量产生较大的影响，其中，结构设计方案的合理性是非常关键的一部分，所以我们一定要采取有效的措施对其进行全面的处理，只有这样，才能更好的保证结构的科学性和稳定性。

参考文献

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