古建筑結構設計精選(九篇)

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第1篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞：仿古建筑；木結構；混凝土結構

中圖分類號：TU318

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422(2006)04-0121-02

收稿日期：2006-02-25

作者簡介：鄧曉春(1973-)，女，1995年畢業于華中理工大學工業與民用建筑專業，湖南省建筑設計院內聘高級工程師，一級注冊結構工程師。

1 引言

中國古建筑雖然歷經了數千年的演變，但其獨特的結構方法和布置規模始終沒有改變，并且是世界上獨具風格的一門建筑學科，是世界建筑藝術寶庫中的一顆璀璨明珠。中式傳統古建筑以木結構為主，在材料選用、平面處理和藝術造型等方面都有許多自己的特點，但隨著社會的發展與進步，傳統木結構在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯，新技術、新材料的運用使仿古建筑的設計和建造成為可能，這也是對中國古建筑文化的繼承與發展。現代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結構，改變了傳統中國古建筑以木結構組合為主的受力系統，吸收了傳統中國古建筑風格的精華，在鋼筋混凝土結構的基礎上，將傳統古建筑的造型、部件等，作為裝飾效果，從而達到建筑上的仿古目的。以下本文將就某工程實例對此種建筑的結構設計談幾點體會，能為同行在設計工作中提供一些參考。

2 中國古代建筑的特點

中國古代建筑是以木構架為主的一種結構方式，平面布局內向含蓄，層次豐富，均衡對稱，空間布局靈活，承重與圍護結構分工明確；在建筑的設計和施工中很早就實行了模數制和構件的定型化，對于建筑整體到局部的形式、尺度和做法都有相當詳細的規定。中國古代建筑還獨創了斗拱的結構形式，并充分運用色彩的裝飾手段，使建筑物顯得莊重而華麗。

中國古代建筑的結構方式有“疊梁式”、“穿斗式”、“井干式”三種，屋頂形式有硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復合頂。

3 仿古建筑的結構設計要求

現階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結構代替木結構，為了達到油漆彩繪之后與木構架相同的外觀效果，與傳統的鋼筋混凝土結構相比，仿古建筑的結構設計具有以下特殊要求：

3．1模數要求和構件定型化

各受力構件的規格需滿足古典建筑的模數要求，傳力體系的構成極其各構件的尺度和形體完全仿照古代木結構中柱、梁、枋、檁的相應做法。

3．2屋面造型要求

屋面變化顯著，造型要求高，構架體系采用了步架和舉架的處理方法，使屋面坡度越往上越陡峻，越往下越平緩，形成了曲線優美、出檐深遠的特征，體現了我國古代建筑的造型特點。

3．3建筑中有大量的具有獨特裝飾作用的結構構件，其中最具有代表性的是斗拱和雀替。

斗拱：斗拱中方型的底座叫做斗，上面錯落搭建的船形木塊叫做拱。斗拱是中國傳統古建筑特有的型制，它位于木結構梁和柱子之間，具有傳導屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結構作用和裝飾作用，是中國古代建筑中最具特色的部分之一。對于仿古建筑而言，因主體結構為鋼筋；昆凝土，裝飾常常成為斗拱的主要作用。

雀替：用于額枋(檐枋)與檐柱相交處，近似于三角形，表面有雕刻裝飾的構件。可以縮短梁枋的凈跨距離，具有輔助拉結和裝飾雙重功能。

4　工程實例

4．1工程概況

開福寺位于長沙城北，它是一座殿字宏偉、氣勢非凡的千年古寺，具有“三湘名剎”之稱。開福寺始建于五代時期，距今已有一千多年的歷史，現有的寺院規模已不能滿足佛教事業的發展需要，自2004年開始修復擴建，大悲殿的建設就是其擴建工程子項之一。大悲殿為南方單層雙重檐仿古建筑，建筑面積1200m2，總高度25m，面闊七間，共37．8m，進深六間，共30．6m。屋頂形式為歇山頂，黃色琉璃瓦鋪蓋，飛檐翹角，氣魄雄偉，檐下為七踩斗拱。室內采用“露明造”，使空間更高大、更寬敞。該建筑采用了鋼筋；昆凝土仿木結構。

4．2大悲殿的結構體系

采用現澆鋼筋混凝土仿木框架結構，用SATWE程序進行整體計算，主受力框架用PK程序復核計算配筋。結構方式按照古建筑中的“疊梁式”，構架體系采用了步架和舉架的處理方法，其傳力途徑也明顯不同于傳統鋼筋混凝土建筑，屋面荷載通過T形屋面板傳給屋面檁條梁，再由梁架逐層往下傳遞，最終通過最底層的梁傳給框架柱。主受力框架立面詳見圖1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像，故殿內抽掉了兩根里金柱，使相臨柱子間跨度分別達到了19．8m和18．6m。建筑平面圖詳見圖2。這么大的跨度在傳統古建筑中是罕見的，而為了保持室內“露明造”的完整性，在15．5m標高處設3根斷面為400x1200的交叉轉換梁(位于4軸、5軸、C軸上)，共同支撐其上的柱子和屋面梁架體系。

4．3屋面板的設計

木結構的屋面木基層是由望板和椽組成的，這就使得仿古建筑的屋面板截面形式為T形，單向受力，板肋之間的距離很近、肋高較小見圖3，加上屋面陡峻圖4(大悲殿屋脊處為九五舉)、造型復雜，屋面一次性全現澆施工難度很大，支模困難，混凝土澆注質量和外觀效果均難保證。故將屋面板設計成疊合板，先預制單塊的預應力混凝土T形板(或幾塊T形板組合)作為底模，再在底模上綁扎鋼筋網，用細石混凝土澆注疊合層，完成后二者形成整體共同受力。設計時按疊合前和疊合后分階段對T形板進行強度計算、抗裂驗算、撓度驗算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。

4．4斗拱和雀替的設計

在主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中，斗拱是作為受力構件還是純裝飾構件?采用木結構還是鋼筋；昆凝土結構?這就值得探討了，筆者在考察其他仿古建筑時了解到其斗拱大多是采用鋼筋；昆凝土預制構件，各級斗與拱之間通過預埋件焊接連接(尺度較大時)或座漿連接(尺度較小時)，斗拱在結構中為受力構件。這種做法的主要缺點是做工較粗糙、不美觀，而且前者由于構件數量太多防腐和維修費用較高，后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結構，且僅作為裝飾構件，不考慮其受力。屋檐荷載通過斗拱上方的現澆；昆凝土桃尖梁以及斗拱中間的現澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋，斗和拱在桃尖梁施工前安裝就位。

雀替僅作為裝飾部分，不考慮其受力，采用鋼筋混凝土預制構件，用定型模板在施工現場制作。主體結構施工時在相應位置留設預埋件，預制的雀替通過預埋件與主體結構的額枋(檐枋)和檐柱焊接連接。

木斗拱與混凝土的預制雀替都是作為裝飾構件，與主體結構不是一起現澆成型，但采取了上述方式與受力構件連接后，再經過油漆彩繪處理，整個建筑物渾然一體，完全達到了傳統木結構的藝術效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片圖4。

5　結束語

鋼筋混凝土結構的仿木仿古建筑，因組合形式變化大，構件形狀復雜，其空間梁板的形狀定型和模板、鋼筋施工是最大的難題，給傳統的鋼筋混凝土結構設計帶來了許多挑戰，本文探討了一些新的思路，力求用現代的構造和裝飾處理，還原其傳統古代建筑的風格。大悲殿于2004年4月完成設計，同年5月開工，2005年年底建筑竣工圖50

參考文獻：

[1]馬炳堅．中國古建筑木作營造技術．(第二版)．科學出版社，2003．

第2篇：古建筑結構設計范文

行分析與闡述。

【關鍵詞】：建筑結構 加固方法 技術手段

中圖分類號：G278 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著現代經濟的飛速發展和生活水平的不斷提高，人們對建筑的數量、質量和使用功能提出了越來越多的要求，科學技術的進步也促使各種新型結構、新型材料以及新的施工工藝不斷出現。為保證建筑工程的質量，促使建筑業健康發展，我國于1997年通過了《中華人民共和國建筑法 ，明確規定：“建筑物在合理使用壽命內，必須確保地基基礎工程和主體結構的質量，對已發現的質量缺陷，建筑施工企業應當修復。因此，以嚴謹的施工態度、科學的加固方法，確保建筑結構穩固性、安全性，具有一定重要的意義。

1.加大截面積加固技術

通過加大截面積的方式，實現建筑結構加固，在構件的外部包裹混凝土，以增加構件的配筋量與橫面積，實現結構加固目標。在建筑結構施工中，加大截面積的方法較為傳統、常用，因此工藝簡單、適用范圍廣，可應用于各種墻體、梁柱等混凝土結構中。結合構件的加固要求、受力特點等區別，可選擇單側加厚、雙側加厚等方式。為了確保后期澆筑混凝土的正常運行，可適當增設構造鋼筋；如果工程以加配鋼筋為主，則應增加鋼筋的截面積，為了確保鋼筋加固后的正常工作，還應澆筑一層混凝土保護層。一般情況下，外包材料多是普通混凝土，如果外包層薄弱、鋼筋密集，就可利用細石混凝土，除了利用鋼筋配筋之外，還可應用鋼板或型鋼。通過采取加大截面積的技術方法，在設計構造時，應充分考慮原有部分與新加部分的整體受力情況。在產生受力時，加固結構的結合面就會產生各種應力，以剪力和拉力為主。在彈性塑性階段，結合面的反向拉力、剪應力等，主要通過新舊混凝土粘合的強度來承擔。如果裂縫達到極限狀態，就通過貫穿結合面的錨固螺栓或者錨固鋼筋而產生被動的剪切力、摩擦力。但是這種方法對現場濕作業的工程量較大，養護時間較長，對正常生產與生活造成一定影響。同時，當構件截面增大后，將對建筑結構的外觀及房屋凈空產生一定影響。

2.預應力加固技術

預應力加固技術主要通過外加預應力撐桿或者鋼拉桿的方式，實現結構加固。也就是說，通過施加預應力，使撐桿或者拉桿受力，對原有結構的內力分布產生變化，降低結構的應力水平，提升結構承載力。預應力加固技術的特點是通過預應力手段，強迫提升撐桿受力或者后加拉桿，減少原結構的應力水平。這樣，就可避免一般加固結構中的應力應變滯后現象，發揮改變、卸載、加固結構內力的作用，提升結構承載能力。采取預應力加固技術，根據加固對象的具體差別，可分為預應力撐桿加固、預應力拉桿加固兩大內容。一方面，預應力撐桿加固技術，主要加固軸心受壓力或者小偏心受壓柱，根據不同的柱受力狀況，又可分為單側撐桿加固、雙側撐桿加固兩種方式；

另一方面，預應力拉桿加固主要應用于一般的框架結構、網架結構、梁板結構、桁架結構等。鑒于加固的要求以及被加固結構的受力情況不同，又可將預應力拉桿加固分為水平式(正截面的受彎承載力不足)、下撐式(斜截面的受剪承載力及正截面的受彎承載力不足)、混合式(正截面的受彎承載力不足及斜截面的受剪承載力稍有不足)三種方式，分別適用于不同的截面中。有關預應力加固技術，一般適用于跨度較大的結構中，或者采取一般方法難以滿足加固效果的情況，但是這種方法不適合在高濕度環境下作業，這種環境下的混凝土結構或者混凝土收縮力有所變大，不利于加固效果。

3.外包鋼加固技術

應用外包鋼加固技術，利用角鋼外包在構件的四角位置，在角鋼之間采取綴板連接方式。外包鋼加固法可分為濕式與干式兩種情況。一方面，濕式外包鋼法，在原有構件和型鋼之間，利用環氧樹脂或者乳膠水泥等粘結，將新舊材料之間進行有效協同，確保工作整體性，但是作業強度較大；另一方面，干式外包鋼法，即原有構件和型鋼之間沒有任何粘結作用，雖然有時候以水泥砂漿填補，但是并不能實現結合面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構件和型鋼的整體工作，只能實現單獨受力。與濕式外包鋼方式相比，干式外包鋼的施工更加簡單，但是提高承載力的能力遠不如濕式外包鋼；這種方法基本對原結構構件的截面尺寸更改不大，僅是提高構件承載力，增加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等結構構件、構筑物加固中應用廣泛。這種外包鋼加固技術，尤其應用于不需要增大截面尺寸的工程中，可極大提高承載力的軸心與偏心，施工的工作量小、效率高、質量好，但是用鋼量較多，加固成本高。

4.外部粘鋼加固技術

外部粘鋼加固法，主要利用粘貼劑，與加固設計相符，將鋼板粘貼在鋼結構或者混凝土表面，共同產生作用力。外部粘鋼加固技術的優勢在于：施工便捷、效率高，基本不會改變構件外觀及使用空間，提高了結構構件承載力。當采取外部粘鋼加固技術時，一般將鋼板粘貼在梁底的受拉位置，增加梁的承載力，如果在梁的側端粘貼鋼板，也可保障梁的斜截面承載力。當前，外部粘鋼加固技術主要應用干受拉構件或受彎構件的補強加固工程中，要求環境溫度控制在60℃以內，相對濕度則小于70％，且沒有化學腐蝕。如果工作條件不能滿足以上條件，則要采取對應的處理措施。另外，外部粘鋼加固技術對施工工藝的要求較高，需要確保施工隊伍韻專業性，提高施工質量。

5.增設支點技術

增設支點加固技術，主要通過增加支撐點的方式，降低結構的計算跨度，以控制結構內力，提高承載力。這種方法既簡單又可靠，但是會對使用空間造成一定影響，一般適用于網架、桁架、板、梁等水平結構的加固施工中。

結合新增加支撐結構的變形特質，應用支點法可分為彈性支點與剛性支點兩種方式。彈性支點主要通過支撐結構中的桁架或者受彎力作用等，間接傳遞荷載力。由于支撐結構變形與被加固結構變形屬于同一個數量等級，那么支撐結構應按照彈性支點來考慮，涉及到復雜的內力分析技術；剛性支點通過軸心受拉或者軸心受壓等荷載力，直接傳遞到柱子或者基礎構件部分。這種方法的內力計算較為簡單。相對來說，采取剛性支點技術加固，可較大提高結構的承載能力，而彈性支點則對空間使用的影響程度較低。

6.結束語

總之，建筑結構加固的技術方法較多，本文介紹了幾種常見方法。為了在實際加固工程中選擇最合理、最經濟的方案，還應加深學習與交流，以應用更多先進加固技術，實現經濟效益與社會效益。

【參考文獻】：

第3篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞：建筑；結構； 加固； 改造技術

Abstract: With the rapid development of the economy of our country industry, the construction industry has also the rapid development at present due to some of the old building has been a long time. There will be some hidden dangers but can not demolished. The construction industry will have more space for the development of open. This paper describes the transformation of our country building reinforcement technology, new material, new technology and reinforcement of the various types of buildings for a simple introduction; hope to be able to bring positive effects to peer

Keywords: building; structure; reinforcement; transformation technology

中國分類號：TU318文獻標識碼：A 文章標號：2095-2104（2012）03-0001-02

前言

20世紀50、60年代國家開始建造了大批鋼筋混凝土廠房和公建、辦公樓。這些房屋使用至今也有三十四十年的歷史，由于使用維修不當或者建造質量原因，許多房屋存在這樣或那樣的問題，有些相當嚴重，危及結構安全。 由于土建投資大，所以盡管房屋存在一些問題，往往不會因此拆除重建，采用結構加固改造的辦法，只要花少量的投資來維修、加固就可以恢復其承載力，確保安全使用，另外由于新的使用要求，房屋要改變用途或進行夾層等也需要對原結構進行加固，所以，今后的加固工程量是很大的。從事加固行業是有很大的發展空間的[1]。

建筑結構設計中常用的加固技術

一般所需加固的結構大都存在由于結構自身的承載能力因災害（如火災、腐蝕、凍害）或施工質量不到位或功能改變等因素的影響而導致結構承載能力不足的現象，所采用的加固方法多是從提高結構的有效受力面積出發（如加大載面法等）減小截面的應力，或者直接改變結構的受力體系，改變其傳力途徑（如增加支撐法等）從而降低結構構件的受力，最終達到加固的目的。

2.1、混凝土結構加固方法[2]

混凝土結構加固方法包括直接加固和間接加固兩大類,設計和施工時可根據環境、實際條件以及使用要求選擇合適的加固方法。

直接加固方法：直接加固的一般方法有:加大截面加固法，該方法具有已經成熟的設計方案和足夠的施工經驗可循，并且施工工藝適應性強，操作簡單易行，適用于板、梁、墻、柱以及一般構筑物混凝土加固,但不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。鋼筋混凝土外加層加固法:該方法是一種復合截面的加固法，加固改造之后可以提高建筑載力；鋼筋水泥砂漿外加層加固法:也是屬于復合截面加固法的一種，施工簡單，并且技術成熟，但是建筑加固之后，在提高承載力方面不如鋼筋混凝土外加層加固法；增設扶壁柱加固法，是加大截面加固的一種方法，其優缺點與鋼筋水泥砂漿外加層加固相差很小，但是此種加固法難以滿足建筑抗震的要求，所以一般僅應用于非地震區[3]。

間接加固的方法有:預應力加固法,使用該加固方法降低加固構件的應力水平，增強了加固改造的效果，并且大大提高了建筑結構的承載力，但這種方法影響建筑結構的外觀，一般加固于跨度較大或是大型結構；增加支撐加固法。該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減少使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結構加固；結構體系加固法，建筑結構設計存在缺陷時，這種加固方式能夠改善建筑整體設計缺陷，提高建筑結構的剛度。承載能力甚至是滿足抗震要求。

2.2、砌體結構間接加固方法

砌體結構簡潔加固法分為：無粘結外包型鋼加固法、預應力撐桿加固法、Helifix無應力加固修復系統。

無粘結外包型鋼加固法屬于傳統加固方法的一種，其便于現場施工，相比于其他的施工方法，更適合于在建筑結構不允許增大原構件截面的情況，施工作業少，同時又能提高截面承載力的砌體柱的加固，需要指出的是，采用這種加固方式必須采用鋼結構的防護措施，所以導致加固成本高。

預應力撐桿加固法[4]

該法在提供砌體柱的承載能力方面大大提高，加固效果明顯，但是不能在高于60攝氏度的環境中施工，更多的適用于高應變以及高應力的加固結構。

Helifix無應力加固修復系統

Helifix無應力加固修復系統是一種新型的結構加固修復系統，在自然中地震等惡劣的自然環境或是荷載引起的應力突然增加，導致建筑結構承載力，結構開裂或是失效的情況下進行加固修復，此種加固技術特點是迅速、靈活又比較經濟。Helifix無應力加固修復系統可提供多種連接技術，廣泛應用于房屋、教堂、橋梁等的加固改造施工過程中。

2.3、鋼結構加固方法

鋼結構加固的主要方法有：減輕荷載、改變計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。經鑒定需要加固的鋼結構，根據損害范圍一般分為局部加固和全面加固，當有成熟經驗時，也可采用其他的加固方法。局部加固是對某承載能力不足的桿件或連接節點處進行加固，有增加桿件截面法、減小桿件自由長度法和連接節點加固法。全面加固是對整體結構進行加固，有不改變結構靜力計算圖形加固法和改變結構靜力計算圖形加固法兩類。增加或加強支承體系，也是對結構體系加固的有效方法。增加原有構件截面的加固方法是最費料最費工的方法。

目前，我國在建筑結構加固的技術水平上加強了基礎承臺和錨固、鋼筋等，在實施加固過程都要做到技術專業。特別能承受拉力、載力不僅這樣材料不會引發膨脹力，實施起來方便也省力。

新型建筑結構加固改造技術[5]

3.1、SRAP加固技術

加固目的提高或恢復建筑結構的承載力和剛度，加固方式是利用AP 樹脂砂漿和SR 增強材料, 用預應力的概念對橋梁實施加固的方法。為了充分發揮高強SR 加固材料的強度，SRAP 加固方法導入了預應力的概念,通過膨脹螺栓錨固于結構兩端, 軟鋼絲的兩端用螺旋扣環固定于膨脹螺栓上, 通過把絲扣反向的螺旋扣環旋緊施加預應力。SRAP 加固技術可以應用于橋梁、隧道、渡水槽、工業與民用建筑等方面的加固改造過程中。

3.2、消能減震加固技術

傳統的抗震方法是房屋上部結構和基礎牢牢地連接在一起，地震時，地面運動能量經過基礎輸入到房屋結構，致使房屋結構發生振動、變形，甚至倒塌。耗能減震加固技術的主要思想是把結構物中的支撐、剪力墻等構件設計成耗能部件或在結構物的節點或連接處裝設阻尼器，在風載或小震作用下，耗能桿件和阻尼器處于彈性狀態，當在強烈地震作用下，耗能桿件或阻尼器率先進入非彈性狀態，結構產生較大阻尼，耗散大量地震能量，使主體結構避免進入明顯非彈性狀態，從而保護主體結構在強震中的大幅度的損壞。

3.3、碳纖維加固技術

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節省空間，施工簡便，不需要現場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關注。

四、總結

作為建筑結構方面新型技術，結構的改造加固對建筑物的使用壽命具有很大的影響，同時，對促進舊城改造，建設資源節約型等具有重要意義，對可靠性不足或業主要求提高可靠度的承重結構、構件及其相關部分采取增強、局部更換或調整其內力等措施，使其具有現行設計規范及業主所要求的安全性、耐久性和適用性，加固改造技術日新月異，體現了現代新技術、新產品、新工藝、新設備的最新成就, 無可否認, 任何一種加固方法都是在原有結構上作用的, 其目的是恢復或提高橋梁的承載力, 每一種的加固方法都不是萬能的，只有考慮實際施工情況才可以將風險降到最低，。我國的建筑加固業伴隨著市場的需求迅速發展起來, 預計今后相當長的一個時期, 對既有建筑物結構的改造加固工程的發展潛力非常大。

參考文獻

[1]尹躍剛;;簡述建筑結構的加固方法與施工[J];科技與企業;2011年11期

[2]鄭先元;;既有建筑結構鑒定與加固技術概述及應用[J];現代物業(上旬刊);2011年01期

[3]徐忠根,周福霖,孔玲;國內外建筑隔震改造加固概述[J];華南建設學院西院學報;1999年02期

第4篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞：多層框架結構；加固設計；技術要點

中圖分類號：TU323.5 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

對框架結構建筑進行加固處理，能夠有效提升建筑物的抗震性能，確保建筑物的穩定性以及可靠性。同時，相比于拆除重建而言，對建筑物進行加固修復也能夠實現施工成本的有效控制，根據相關資料統計表明，對一般框架結構建筑進行加固改在與拆除重建施工相比，經濟投入能夠節省40%，施工時間也能夠縮短50%左右。因此，對多層框架結構建筑進行加固，排除相應的安全隱患，能夠有效延長建筑物的使用壽命。綜上所述，本課題的研究具有很強的現實意義。

二、多層框架結構建筑加固設計的主要方案

實際的工程加固設計中，設計人員應根據多層框架結構建筑的實際情況選取科學、有效的加固設計方案，并進行嚴謹施工。以下，筆者將對主要的多層框架結構加固設計方案進行總結。

（一）抗震墻加固法

抗震墻加固法是多層框架結構建筑加固中的一種重要方案。一般來說，當框架結構抗震能力不足或扭轉效應偏大時，設計人員可優先考慮采用增加抗震墻加固方法。在具體施工中，可通過增設剪力墻或翼墻實施。

抗震墻加固法的施工技術較為成熟，然而存在廢料、造價高等缺點，且施工周期長、對周邊環境影響較大。

（二）碳纖維布加固法

當多層框架建筑出現承載能力不足問題時，設計人員可考慮采用碳纖維布加固法進行施工。施工過程中，可在建筑物構件表面黏貼碳纖維布或碳纖維板，能夠有效提升多層框架結構建筑的承載能力。

該方法所用材料質量較輕、強度足夠，且施工較為方便，主要適用于對架結構建筑中的梁、板、柱等構件進行加固。

（三）增大截面加固法

增大截面加固法主要針對多層混凝土框架結構建筑。在實施過程中，設計施工人員需采用與原建筑相同材料的鋼筋混凝土增大原框架構建的截面積，以此達到提升整體建筑物承載能力的目的。

采用上述方法能夠提升框架結構建筑抗彎、抗拉的性能，也能夠修復已經存在損傷的混凝土框架截面，常用于對建筑物梁、板、柱以及鋼結構中的屋架等構件進行加固。

此外，對框架結構建筑物進行加大截面加固法時，設計人員應充分考慮整體效應，避免施工過程中出現局部剛度過大的狀況，從而保證建筑物局部與整體承力均勻。

（四）外包鋼加固法

外包鋼加固法是一種適用于多層鋼結構框架結構建筑的加固方法。在具體的施工過程中，設計施工人員需要將固定鋼板包在框架結構構件的外側，并通過精確計算，實現外包鋼與原有構件的充分受力，從而實現整體建筑承載力、延性和剛度的全面提升。

外包鋼加固法一般使用與對框架結構建筑梁、柱、屋架等構件的加固，特別適合對大型多層大跨結構框架結構建筑的加固。采用上述方法時，一般可結合化學灌漿法進行外包鋼加固，但要保證鋼結構表面的溫度低于60度，當施工環境具有腐蝕性時，應當采取適當的防護措施，例如，可通過采用高分子材料包裹鋼型構件或采用氧氣隔絕法等。對于多層框架結構建筑來說，應用外包鋼加固法存在用鋼量偏大的弊端，因此施工經濟成本較高。

三、多層框架結構建筑加固設計施工中應注意的問題

在對多層框架結構建筑進行加固設計施工時，施工人員應結合建筑物的實際情況和周邊施工環境的狀況，通過精確計算、綜合分析，確定合適的設計施工方案，因此，整個加固工程中需要注意的問題有很多。筆者結合平時的工作經驗，將多層框架結構建筑加固設計施工中應注意的問題總結如下：

（一）進行實地調查

設計人員在確定加固方案之前，要深入建筑物實地進行調查，對建筑物的實際情況進行調研。調研的主要內容應包含建筑物的受損情況測定、承載能力評估等，并結合調查的內容確定初步的加固方案。

（二）對加固方案進行論證

對建筑物進行實地調查后，加固設計人員應拿出多套施工方案，并會同工程施工小組相關人員進行方案論證，從施工成本、施工流程、施工穩定性等多個方面對所有方案進行詳盡考量，并最終確定出最科學合理的加固方案。

（三）預備應急預案

在加固施工前，設計人員應準備相應的應急預案，從而保證施工方案的充分合理性。應急預案應與預實施方案起到互補作用，在施工過程中，一旦發現現有方案出現偏差，施工人員和設計人員應進行及時溝通，在保證加固施工有效實施的基礎上，啟動應急預案。

四、工程案例分析

（一）工程概況

某中學教學樓共6層，采用框架結構進行設計施工。框架等級為2級，建筑結構安全等級為3級，建筑抗震設防類別為丙類。整棟建筑于2002年3月份竣工，至今已使用11年，由于該中學規模逐年擴大，需在該教學樓基礎上增建1層，考慮到增加樓層可能對原有教學樓帶來多余的承載負荷，因此，需要對現有教學樓進行加固處理。

（二）加固方案

經過技術人員的測算，該棟教學樓由于使用年限過久，部分框架構件中的鋼筋承載能力不能滿足現行規范要求，一些框架結構梁端負彎矩以及跨中正彎矩也與現行施工規范不符，因此，需要對1-6層的柱、梁等構件進行加固。由于該棟建筑作為教學樓和辦公樓使用，在綜合多方面數據后，設計人員制定了如下加固施工方案：

第一，針對框架中箍筋雕筋無法滿足現行要求的狀況，擬采用外包角鋼加固法施工，以此提升建筑物的承載能力。

第二，針對狂接結構梁端負彎矩以及跨中正彎矩不滿足現行承載要求的狀況，擬采用碳纖維法進行加固施工。

（三）施工細則

外包角鋼加固施工流程如下：

1、對需要施工的構件進行打磨、洗凈、除銹等工作，并用夾具固定角鋼。

2、對角鋼進行焊接，并用LJH灌漿料填充柱子與角鋼之間的縫隙。

3、保證焊接縫高度大于6MM，確保無虛焊、假焊現象。

4、焊接、填充完后，在加固層表面涂抹水泥砂漿，厚度應大于25MM，以此提升整體加固層的承載穩定性。

碳纖維加固法施工流程如下：

1、進行表面清理。需對施工構件表面進行打磨、除污等清理，并保證構件轉角黏貼出呈圓弧狀，半徑大于25MM。

2、將底層樹脂均勻涂抹在需要加固構件的表面，并進行找平處理，保證構件表面不留棱角。

3、黏貼碳纖維布。將碳纖維布黏貼于構件表面，并在最后一層碳纖維布表面均勻涂抹浸漬樹脂，該工序24小時后，在構件表面環向圍束纖維布，一般來說，纖維布層數不少于3層。

五、結論

本文對多層框架結構建筑加固設計施工的相關內容進行了總結與綜述，并結合工程實例分析了加固施工的具體細則和注意事項。因此，本文的研究成果符合預期設想。在對框架結構建筑進行加固設計過程中，設計人員應對實踐經驗進行不斷總結，敢于拓展設計思路，從而保證工程加固項目的有效實施。

參考文獻：

第5篇：古建筑結構設計范文

【關鍵詞】鋼結構建筑；加固方式；設計；優點；結構布置；概況；國民經濟

20世紀后幾年，我國城鎮住宅建設以每年竣工面積4.4億平方米，總產值 6000億元（約占GDP9%）的建設迅猛發展，住宅產業成為國民經濟中新世紀的新的增長點。實現住宅產業現代化，解決目前住宅建設中存在工業化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環保等問題，已被列入新世紀急待解決的問題。我國建筑行業要求全行業研究鋼結構在各類建筑中應用的新體系，擴大其應用范圍，發展多層鋼結構建筑。

一、鋼結構建筑的概況

鋼結構建筑一種新型的建筑體系有可通房地產業、建筑業、冶金業之間的行業界線，集合成為一個新的產業體系，這就是業內人士普遍看好的鋼結構建筑體系。鋼結構建筑相比傳統的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強度更高，抗震性更好。并且由于構件可以工廠化制作，現場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環保。因而被世界各國廣泛采用，應用在工業建筑和民用建筑中。目前鋼結構建筑在高層建筑上的運用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝，是未來建筑的發展方向。其優點主要包括以下幾點：

1、大大節約施工時間，施工不受季節影響；

2、增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環境污染；

3、建筑材料可重復利用，拉動其他新型建材行業的發展；

4、抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等；

5、強度高、自重輕，構件安全富裕度稿，降低建筑物造價；

6、符合國家可持續發展戰略，低碳、綠色、環保、節能燈是國家重點支持的產業。

7、耐熱但不耐火，需要表面涂裝防火涂料；

8、表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。

二、鋼結構選型與結構布置設計

建設部、國家冶金工業局聯合組織建筑用鋼技術協調組制定《國家建筑鋼結構產業"十五"計劃和2015年發展規劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業化程度高、外形美觀等一系列優點，此外，鋼結構建筑還具有良好的空間感，可設計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設計可達到最低的能源消耗。因此鋼結構又是環保型和節能型建筑結構。與混凝土結構相比它是環保型和可再次利用的、易于產業化的結構，發達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結構。在鋼結構設計的整個過程中都應該強調的是概念設計，它在結構選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確性或規范規定的情況，可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系，破壞機理，震害，試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施，運用概念設計可以在早期迅速有效地進行構思，比較與選擇，所得結構方案往往都易于計算，概念清晰，定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算，同時，它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

鋼結構通常是框架、平面架、網架、索膜、輕鋼、塔桅等結構形式，其理論與技術大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設計方法，結構和選形式，方應考慮它們的特點，基本雪壓大的地區，屋面曲線應有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構件受拉力為主的懸索結構體系。

結構的布置要根據體系特征、荷載分布情況及性質等綜合考慮。一般說要剛度均勻，力學模型清晰，盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎，柱間抗側支撐的分布應均勻，其形心要盡量靠近側向力（風震）的作用線。否則應考慮結構的扭轉，結構的抗側應有多道防線。框架結構的樓層平面次梁的布置，有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑鋼結構的加固方式

鋼結構加固的主要方法有：減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時，亦可采用其它加固方法。

1、改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法。 （1）改變結構計算圖形的一般加固方法為對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固： 如增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷； 在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固。如改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；調整連續結構的支座位置；將結構變為撐桿式結構；施加預應力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固。增設撐桿變桁架為撐桿式結構； 加設預應力拉桿。

2、加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接

鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

4、裂紋的修復與加固

結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設法修復。在修復前，必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復加固的構件，應予拆除更換。

四、結束語

綜上所述，隨著經濟的發展，鋼結構在建筑加固工程中的應用日趨廣泛，鋼結構是以鋼材為材料制成受力構件的結構，鋼結構住宅以其能使建筑更富有功能化，預工程化程度高，建設成本降低，自重輕，安裝容易，環保節能，抗震性能好等綜合優勢而受到各方面的重視。

參考文獻：

[1] 吳耀華，張煜，肖偉，黎文. 廈門國際會展中心大跨懸臂鋼結構設計[J]. 鋼結構. 2000（02）

[2] 宿明彬，譚進，邱少雷，孫成疆. 當前鋼結構設計軟件的情況及自主開發軟件的發展趨勢[J]. 鋼結構. 2001（01） [3] 姜德進. 鋼結構設計中若干問題的辨正[J]. 鋼結構. 2003（02）

第6篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞：建筑結構；抗扭；加固；優化

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A文章編號：

建筑結構是由各種建筑材料建造的建筑受力骨架體系，它決定建筑的安全性能，并影響其它建筑功能。結構設計原理是利用相關學科的知識，研究如何保證結構安全性的理論和設計方法。結構優化設計并不是單獨針對薄弱環節進行修改，而是面向整個設計過程，合理利用材料性能，并使各個構件之間協調連接。不僅使得建筑更加穩定安全，同時也能夠保證它的功用最大化利用，實現最大優化。

1、建筑結構的優化途徑

1.1合理的結構方案

合理的結構方案應該遵循以下原則：一是構思要建立在整體的概念上，處理好局部與整體的關系，使結構受力狀態達到最佳狀態，提高結構整體性能；二是傳力途徑盡量簡單化。復雜的傳力途徑計算分析復雜，容易出現錯誤，而且也會提高造價。三是保持整體結構的協調一致性。把每個構件都放在總體架構環境中考慮，使每個構件和其他構件都合理連接，達到規范規定的設計標準，實現結構的最大效能；四是盡量使平面上的抗側力剛度中心與外力作用重心接近或重合；五是加強和建筑設計師的交流，提出結構設計的意見。

1.2正確計算結構設計

一是不能盲目取用計算機的運行結果。計算機進行結構計算所運用的程序是人工編寫的，在編寫過程中很多概念性的東西可能與規范存在差異，所以在進行計算之前要搞明白程序的理論基礎和應用條件。二是認真核對輸入的數據。結構計算需要的數據很多，如果輸入的數據出現錯誤不僅會導致某一構件的受力出現問題，也會影響整個結構的受力情況，其后果是無法估計的。三是合理選取計算參數。不同的計算參數會得出不同的計算結果，要根據建筑要求和建筑環境合理選取。四是考慮計算模型和實際結構的差異。計算模型都是實際結構的簡化，只考慮普遍情況，不考慮實際結構中的特殊狀況。而實際結構中的受力狀況千差萬別，如果單純地依賴運算結果進行結構分析會導致較大的分析偏差，給建筑物留下設計隱患。

1.3提高材料的利用率

結構優化設計的目標就是提高建筑物的性價比，這就要求結構設計中要根據構件在結構中的受力情況和建筑材料的力學特性，合理選用材料。在鋼筋混凝土結構中，混凝土的抗壓性能好，鋼筋的抗拉性能好。以受壓為主的柱子可以采用高標號的混凝土，以受彎為主的梁板可以選用高強度的鋼筋，同時要注意鋼筋和混凝土強度匹配，這樣可以減小構件的橫截面積，減輕構件自重，不浪費材料的性能。實際中，很多工程項目因為材料選用不合理導致不必要浪費的案例很多，比如，鋼筋混凝土現澆板經常選用高強度混凝土，為了控制高強度混凝土的收縮變形需要加大配筋量，這樣不僅僅使高強度的混凝土未能充分發揮效能，而且還增大了鋼筋用量，導致經濟浪費。

2、建筑結構的主要加固方法

2.1加大截面法

加大截面加固法是在構件外部外包混凝土,增大構件截面面積和配筋量的一種加固方法,從而達到提高構件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統的加固方法,工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結構的加固。根據構件的受力特點和加固要求不同,可選用單側加厚、雙側加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面為主的結構中,為了保證后澆混凝土的正常工作,需適當配置構造鋼筋;在以加配鋼筋為主的加固方法中,即增加鋼筋截面積,為保證加固鋼筋的正常工作,需按構造要求澆灌混凝土保護層。外包材料一般以普通混凝土為主,當外包層較薄、鋼筋較密時,可用細石混凝土,配筋除采用鋼筋外,也常用型鋼和鋼板。

2.2外包鋼法

外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構件四角(或兩角)以加強其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固:外包型鋼與構件之間是采用乳膠水泥粘貼或環氧樹脂化學灌漿等方法粘結,以使型鋼與原構件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固:原構件與外包型鋼之間無任何粘結,有時雖填有水泥砂漿,但彼此只能單獨受力,承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡便,現場工作量較小,受力較為可靠,適用于在使用上不允許增大原構件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結構,主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。

2.3增設支點加固法

增設支點加固法是通過增設支承點來減小結構計算跨度,改變結構內力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設支點后,減小了跨度,從而能較大幅度地提高承載能力,并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構中梁、板、桁架、網架等水平結構的加固。增設支點加固法優點是簡單可靠,缺點是使用空間會受到一定影響。

2.4預應力法

預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或撐桿對結構進行加固的方法,即通過施加預應力使拉桿或撐桿受力,影響并改變原結構內力分布,從而降低結構原有應力水平并提高結構的承載能力。特點是通過預應力手段強迫后加拉桿或撐桿受力,改變原結構的內力分布,降低原結構的應力水平,使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結構內力的三重效果,后加拉桿或撐桿和原有結構能夠較好地共同工作,結構承載能力能夠得到較大的提高。

3、建筑結構抗扭設計的具體措施

3.1 預先介入

建筑師為追求建筑外觀效果，建筑方案平面、立面均比較復雜，為避免出現嚴重不規則的平面布置，結構工程師應預先介入，與建筑師配合協調，使建筑平面盡量規則簡單，符合抗震概念設計。首先要控制平面布置宜簡單、規則、對稱，減少偏心。對L形、H形、T形、十字形、Y 形平面突出部分長度進行控制，使之符合《高層建筑混凝土結構技術規程》表4.3.3的要求；其次是控制建筑平面的長寬比。當建筑物長寬比較大時，不符合樓板在平面內無限剛性的假定。在地震作用下，采用樓板在自身平面內無限剛假定進行計算的結果不符合地震反映的結果，容易產生扭轉破壞。在風力作用下，也會出現因風力不均勻及風向紊亂變化而引起的結構扭轉、樓板平面撓曲等現象。

3.2 嚴格執行位移比

在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第10章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍。結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第10章所指的復雜高層建筑不應大于0.85。其中位移比限制結構平面布置不規則性，避免過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應，周期比限制結構的抗扭剛度不能太弱。結構設計過程中可從以下7個方面著手，使結構抗扭能力符合規范要求。

3.3均衡布置抗側力構件。

使結構的剛度中心和質量中心盡量重合，避免過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應，使結構的位移比滿足規范要求。抗側力構件應按“均勻、分散、對稱、周邊”的原則，使平面剛度分布均勻，并使平面剛心和質心盡可能地接近。借助材料力學抗扭剛度概念，高層建筑結構從整體分析角度出發，剪力墻按“均勻、分散、對稱、周邊”的原則布置外還應符合以下要求，在抗扭剛度角度上，剪力墻分量(主要是長度)從外到里逐步減少，從抗側移剛度角度上，剪力墻分量直線上均勻分布。

4、結語

扭轉是地震作用下導致結構破壞的重要原因，所以結構設計必須重視結構的抗扭設計。除應滿足規范控制結構扭轉的兩個量化指標外，還應加強概念設計。結構剛度均勻，剛心與質心應盡量重合，尚應具有一定的抗扭轉能力。

參考文獻

[1] 秦曉芳、趙艷敏.建筑結構加固技術及發展趨勢[J].山西建筑.2007(11)

第7篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞：辦公樓；磚混結構；加固設計；設計方法

中圖分類號: TU746．3文獻標識碼:A

1．工程概況

某辦公樓于1963年建成,該建筑由中部6層、東西兩側4層(局部5層,以下簡稱4層部分)、北側3層階梯辦公室及東西兩翼的實驗室和閱覽室組成,東西兩側2層部分設有地下室。各部分由變形縫分為獨立的結構單元,6層部分建筑總高度24.70m,4層部為16.10m,總建筑面積約23000m2,全部為磚混結構。樓、屋蓋體系-中廳部分、階梯部分為現澆鋼筋混凝土梁板結構;其余部分均為預制梁、槽板結構,無圈梁。基礎為漿砌毛石條基,持力層為強風化板巖。該地區抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.1g,設計地震分組為第1組;基本風壓值為0.65kN/m2;場地類別為Ⅰ類。

2．結構現狀及加固原則

2.1．結構現狀、檢測情況。加固前檢測單位對主樓進行了檢測。經檢測,紅磚強度等級達到MU10,但經近50年的使用,砂漿強度嚴重退化,強度等級為1.0～3.5MPa,大幅度地低于原設計的50#～100#混合砂漿的強度值。縱橫墻砌筑咬槎良好。設計人員現場查勘發現,有部分承重窗間墻幾何尺寸與原設計不符,且相差很大,因此對所有承重墻的幾何尺寸進行了現場測量。辦公部分梁板未發現受力裂縫,階梯教室梁、板混凝土強度等級均在C15左右。

抗震橫墻最大間距15m(4層部分),房屋總高度24.7m(6層部分),無圈梁,不符合GB50023-2009《建筑抗震鑒定標準》的要求;抗震橫墻間距亦不符合第一級鑒定要求的限值。檢測結論為應采取加固補強措施。

2.2．加固原則及范圍

在業主要求下,辦公樓完全保持既有的建筑風格,對主樓的承載力和抗震能力進行補強加固、內部升級改造,外飾面盡量不破壞,以保持一致的外觀效果;加固后續設計使用年限為30年。加固分兩期進行,現階段只對辦公部分和階梯教室進行補強加固。

3．加固方案的選擇

3.1．承載力及抗震驗算。在確定加固方案之前,以檢測結果作為基本依據,對原墻體承載力及抗震進行了計算分析。

(1)承載力驗算:對所有承重墻體進行的抗壓驗算結果表明,兩側4層部分滿足承載力要求;中部6層部分的窗間墻、內縱墻和中廳橫墻以及階梯教室的承重外墻均不滿足承載力要求,最不利墻段的計算承載力僅達到設計要求的50%～60%。(2)抗震驗算:在7度區,如以后續設計使用年限30年為標準,運用地震危險性分析的研究成果,地震作用取重現期30年,按相應可接受超越概率為10%確定設防烈度,并采取相應的抗震措施,加固后的結構在后續使用年限內,其抗震設防安全可靠性可達到新建工程要求的概率水準。經計算,設防烈度約為6.7度,設計基本地震加速度為0.08g,相應多遇地震的影響系數最大值αmax=0.064,地震作用相當于7度(0.1g)時的80%。抗震構造可執行GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標準》的相關規定。

按上述原則,經驗算4層部分滿足抗震驗算要求(最不利部位為所需承載力的1.1倍),6層部分和階梯教室墻體不滿足抗震驗算要求。

3.2．加固方案比選

根據抗壓承載力和抗震驗算結果,6層部分和階梯教室墻體應進行全面補強加固;階梯辦公室大梁混凝土強度較低應進行加固;4層部分,只需按抗震構造要求進行加固。對于墻體抗壓承載力不足,一般可采取面層加固或板墻加固法。考慮到主樓6層部分、階梯辦公室原砌體的砂漿強度較低,砌體抗壓承載力嚴重不足,采取板墻加固法進行補強比較適合,并在每層樓板下縱橫墻的加固板墻內設4

對階梯辦公室大梁采用外粘鋼加固法,以滿足承載力要求。

4層部分,主要是針對剛性體系要求的抗震橫墻最大間距和圈梁設置不符合鑒定標準的要求的情況,加固設計應增設抗震橫墻和圈梁。增設抗震橫墻,一般可采用設置基礎的磚砌體墻或鋼筋混凝土墻,只要與原墻體進行可靠的錨拉即可。但主樓在該位置設有局部地下室,有一道橫墻至地下室頂板,底板置于毛石基礎上。經復核,原基礎僅考慮了地下室底板和頂板的荷載,故不能承受新增抗震墻及樓面荷載重分布后所分擔的荷載,需對基礎進行加固。但這樣做將破壞底板,并很難解決防水問題,極易造成隱患。另外,施工期間還要進行降水,既不安全,也不經濟。因此不宜采用增設實體抗震墻的方案。考慮到地下室基礎及底板雖不能再承受豎向荷載,卻能很好地傳遞地震作用下的水平剪力。經研究,采用了以鋼支撐替代抗震橫墻的方案,通過支撐將水平地震作用傳至基礎。增設圈梁,目前通常作法是在外墻上外貼鋼筋混凝圈梁或型鋼,內橫墻采用鋼拉桿與圈梁拉結,圈梁斷面常采用180mm×240mm。但業主要求加固不能改變主樓的既有風格,這樣,外貼圈梁的方案顯然不可行。經反復研究,采取了將鋼筋混凝土圈梁一分為二并置入墻體內外兩側的"嵌入式組合圈梁"方案,保證了原建筑立面不受影響。

4．加固設計

4.1．板墻加固設計。6層部分、階梯辦公室采用C20噴射混凝土板墻,內配

4.2．嵌入式組合圈梁及拉結設計

對無圈梁的4層部分,每層外墻設嵌入式組合圈梁,詳見圖2,組合圈梁每隔開間用鋼拉桿拉結或與進深梁錨拉。單側走廊整體性差,是抗震的薄弱部位,該部位采用鋼筋混凝土現澆拉梁(300mm×180mm)將外墻與內橫墻拉桿或進深梁拉結的方式予以加強,使每層形成封閉的環箍體系,拉梁采用C20混凝土澆筑。

圖2嵌入式組合圈梁

4.3．鋼支撐設計

在原15m間距的內橫墻間增設一道鋼支撐,鋼支撐設計應滿足作為剛性計算方案房屋橫墻的剛度要求,根據《砌體結構設計規范》(GB 50011-2001),鋼支撐在風荷載和地震作用情況下,其最大位移值應滿足:Umax≤H /4000(H為房屋總高度),以此為控制條件對鋼支撐進行設計,詳見圖3,并進行了"中震"不屈服驗算(地震參數參照有關文獻)。

圖3鋼支撐簡圖

4.4．階梯教室混凝土梁加固

階梯教室鋼筋混凝土大梁,采用梁底及支座粘鋼加固的方法,以滿足抗彎承載力要求;梁端設鋼板箍加錨栓解決抗剪問題,同時可使端部混凝土處于多向約束狀態,改善其受力性能,詳見圖4。

圖4階梯辦公室梁加固詳圖

4.5．施工要求

嵌入式組合圈梁在施工時會削弱墻體,應采取分段、分面漸近式施工方式,必要時應采取支撐措施,以保證施工期間的安全。凹槽可采用機械切割方式形成,采用噴射混凝土施工。鋼支撐應與原墻體及進深梁結合緊密、連結可靠,以保證有效地傳遞水平力,達到抗震墻的效果。

結語

(1)對于建造年代較早的老建筑,由于使用時間較長、技術資料不全,不應只對材料強度、整體及構件外觀表征進行檢測,設計人員還應對重要承重構件的幾何尺寸進行現場勘測。以便全面、準確地反映結構現狀。

(2)根據加固后的預期設計使用年限,合理確定抗震設防目標及地震作用基本參數,并按相應的標準采取抗震措施,在后續使用年限內其抗震設防安全可靠性可達到新建工程要求的安全保證概率,加固的成本相對經濟。

(3)對磚混結構抗震加固時采用"嵌入式組合圈梁"可滿足此類建筑的特殊要求,且效果明顯。增設抗震橫墻若受條件限制時,可采用符合剛性計算方案要求的其他構件替代,并加強連結,也可取得與實體墻同樣的效果。

該建筑目前使用情況表明,通過采取本文所述的設計方法對其進行全面、系統的加固補強,達到了提高承載力水平、改善抗震性能和內部升級改造的目的,使這座老建筑得以重新恢復甚至超越其往日的風采。

參考文獻

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ116-98建筑抗震加固技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.

[3]中國建筑科學研究院.GB 50011-2001建筑抗震設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2001.

第8篇：古建筑結構設計范文

【關鍵詞】房屋建筑；結構加固；設計；施工技術

引言：房子建造關系到大家平時日子的方方面面，它的質量會影響使用的安全性，因此在建筑工程過程中，房子建筑構造加固規劃和施工技術變得越來越重要，為了進一步建加強筑物的構造加固性，削減人員傷亡和財產損失，應在必定程度上不斷的加強房子建筑構造加固技術的規劃，改善施工技術。

1.結構加固方法以及相關的技術分析

進行加固施工時，其加固施工及加固計劃的擬定尤為重要，對于需要加固的構筑物，應根據構筑物的不一樣狀況擬定不一樣的加固計劃。

加固工程方案的優劣，在一定程度上是房屋建筑結構加固技術順利實施的為要前提，沒有良好的施工方案是阻礙加固工程施工重要因素。有的加固方案固然具有解決問題的可行性，但是，因為其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長、勞動用工大、安全系數低的弊端，結果必將影響到加固質量。

2.房屋建筑結構的常用加固技術

2.1直接加固的一般方法

（1）增加鋼筋截面法類似于混凝土的加固辦法，以增加了截面積的辦法來加強房屋的鞏固度，此運用己經非常老練，習慣規模廣，建造起來也對比簡單，更換混凝土加固辦法，操作需要很長的時刻，所以影響修建物的運用此外，這種加固辦法后，修建物內的凈空面積會有所減小，此辦法合適用于通常混凝土構造的修建。

（2）有粘結外包型鋼加固法，該方法具有良好的加固作用，建筑的有點就是施工的環節相對較少，但是這種方法需要大量的鋼筋，導致更高的本錢，因此不適合使用在加固一般的建筑物上，主要用于結構強度高的建筑物，同時需要被加強的區域不能擴展等的建筑上。使用鋼板的緣故，這種方法并不合用于加固高溫場所的建筑結構。

（3）粘貼鋼板加固法。在該過程中使用粘貼板，對于建筑鋼筋結構來說，不需要加濕，并有一個相對短的時間來施工，這將不會對用戶和工作的日常生活產生明顯影響，除此之外，該方法不會導致建筑物外觀的損害，也不會導致降低使用的空間。這種方法的最大缺點是粘合加固來加強效果，因此粘合的水平對加固效果有直接的影響，從而不易控制加固效果因此，這種方法主要用于補強加固靜態前提下的構件。

（4）張貼纖維增強塑料加固法鋼筋加固法，望文生義與張貼有關，類似于張貼鋼板加固的辦法，但也存在一些區別，主要是資料方面用于進一步加固資料是塑料的，所以不必憂慮相對濕度和侵蝕性，由于資料自身重量比較輕，并且本錢比鋼低得多，但是，塑料資料具有明顯的缺陷，溫度不能太高，容易泛起火災因而，使用過程中這個辦法應當使構造鞏固并妥善處理高溫易燃的問題。

2.2與混凝土結構加固改造配套使用的技術

（1）關于托換技能。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技能的概稱屬于一種綜合性技能，由有關構造加固、上部構造頂升與復位以及拋棄構件撤除等技能構成。合用于己有建筑物的加固改造。

（2）關于植筋技能。系一項對混凝土結構較簡捷、有效的銜接與錨固技能。可植入一般鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；己廣泛應用于己有建筑物的加固改造工程中。

（3）關于外包鋼加固技能。外包鋼加固法分為濕式與干式兩種狀況濕式外包鋼法，在原有構件和型鋼之間，使用環氧樹脂或許乳膠水泥等粘結，將新舊資料之間進行有用協同，保證工作全體性，可是具有著比較大的工作強度，干式外包鋼法，即原有構件和型鋼之間沒有任何粘結效果，當然有時候以水泥砂漿添補，可是并不能完成聯系面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構件和型鋼的全體工作，只能完成獨自受力這種方法根本對原構造構件的截面尺度更改不大，僅是前進構件承載力，添加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等構造構件、構筑物加固中使用廣泛。

3.實施中的施工技術

做好前期的設計和預備工作后，進入正規的實施階段，工程實施中也要有良多的留意點，要把握技術要點和施工方法

（1）對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定，這些工作看起來簡樸，實在非常的重要，所以這個工作一定要當真的對待，盡量做的細致一些。而且必需要有專業的實驗室對原舊鋼結構以及加固用的新鋼材進行取樣實驗，出具權勢巨子評定講演，明確出符合前提的原料、需采購新鋼材、焊條規格型號、焊接連接工藝的技術。

（2）對原舊鋼結構進行噴砂除銹，清除表面籠蓋的所有侵蝕的氧化層及渣物，然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度，與設計一起研究，通過一系列專業的計算和討淪，確定實用可靠的處理、加固、改造方案。

（3）原有舊鋼結構只需生銹或者有必定的殘渣等就會逐步的被破壞下去，所以必定要將鋼銹、外表籠蓋的腐蝕氧化層及渣物完全鏟除，用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行完全的鏟除作業，單個腐蝕嚴峻的部位要前進警惕，必要的話能夠投入相應的勞動力，人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機來進行鑿、磨作業。噴砂除銹的砂子選用中細黃砂，必定要提早晾干。

4.房屋建筑結構加固施工時應留意的問題

（1）盡量削減破壞原有構造，充分利用原有構造的承載才能。在建造工程設計制作時應充分考慮鋼筋目前的狀況，斷定鋼筋加固計劃，盡量留存修建的原有構造，以盡量削減損失和損傷，盡量削減乃至取消撤除，這更適合原配的即是最佳的這一原則應當確實剖析和探究現有的構造應，經由恰當的測驗和構造可靠性剖析測驗，準確斷定原有房子的構造和承載才能，以盡可能堅持原貌或許留存它不應當健忘的當地，盡量依照本來的工程設定加固的特色，不要使得新舊之間有很大距離。

（2）加強改造過程中，常常使用的加固連接技術的是植筋和錨栓技術，這種技術對于混凝土結構的建筑來說簡樸而有效的。現行《混凝土結構加固設計規范》與《混凝土結構后錨固技術規程》關于錨固長度區別很大，而且按照《混凝土結構加固設計規范》的劃定，對于常規的梁柱等構件，難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度，在一定程度上采用植筋錨栓技術時需要留意最小邊距和最小間隔，特別需要留意原有構件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性，盡量小心，不要損壞原來的截斷和構件。

（3）在房屋建筑結構加固和施工的前期，需要當真調查，檢測，分析工程設計的細節，并與施工單位積極協調和配合，共同設計出經濟，安全，公道，可行的和適當的加固方案，并選擇可行的替換品，以避免重復設計，在一定程度上加強監視檢查工程，加強執行力度，進一步消除風險，在一定程度上確保項目的順利進行。

總結：總而言之，在正常情況下會老化建筑物，自然災害的影響下會致使更高程度的損壞，尤其是在開展我國家，很多地震，因而，加強了房子和其他建筑物的穩定性在必定程度上是非常重要的。加強房子結構，需求高技術，只要在穩定性好房子內進行寓居，才能夠進一步的保證房子建造的安全，才能在必定程度上真正推進我國建筑行業的健康以及可持續的開展。

參考文獻：

[1]牛鳴非，張穎. 房屋建筑結構加固設計及施工技術應用研究[J]. 科技創業家，2014，03：48.

第9篇：古建筑結構設計范文

關鍵詞:建筑結構設計；處理措施；驗算

Abstract: in this paper the structure of the building reinforcement design, building structure load stress and treatment measures, structural calculation, analysis and research as reference for other similar projects.

Keywords: building structure design; Processing measures; checking

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

該多層建筑大樓工程地上7層,框架結構,獨立柱基,一層為地下室,作停車場用,建筑物總高21.5m,總建筑面積12500m2,工程按7級設防,框架抗震等級為三級。工程主體通過驗收不久,建設方接主管部門通知,將原來的底部三層的大開間辦公室改為小開間以便安排更多的人員辦公。開間變小使分隔墻體增多,許多新增墻體布置在原來板的位置上。最簡單的解決方法是用輕質材料作為分隔墻,然后驗算板的承載力是否有富余,但建設方考慮到隔音、防水以及其它的原因,堅持要求采用多孔磚,建筑相應結構部分的加固與改造也就在所難免。

二、建筑結構荷載受力分析

由于大部分現澆板無法承受約3m高的空心磚墻,將板的相應位置拆除后在墻下加梁顯然不可取,大面積加固板工作量太大。經與建設方反復協商,設計者決定每開間的主要隔墻采用粘土空心磚,而室內的局部墻體改為雙層輕質石膏板墻,石膏板墻下部考慮防水砌了5匹粘土實心磚,總的線荷載為取值為1.5kN/m。經驗算大多數板塊均滿足要求,對于粘土空心磚墻采用的是直接在墻下加預制混凝土梁,梁底距樓面30mm,這樣墻體荷載可以直接傳至主框架梁上,原主要傳力體系不受影響,在最大程度地減少了次梁和板的加固處理。經過計算分析,結構的基礎、柱、梁、板均有不同程度的不足,需要加固處理。

三、建筑結構加固與處理措施

3.1建筑基礎受力分析

原地基承載力設計值為300kPa,基礎底面平均設計壓力為292kPa,經核算現基礎底面平均壓力最大值約為316kPa,比地基承載力設計值大5.3%,根據《建筑抗震加固技術規程》規定,基底壓力設計值超過地基承載力設計值不足10%時,可采用提高上部結構抵抗不均勻沉降能力的措施。本工程地基為厚度均勻的硬塑狀粉質粘土,再下為中風化巖層。設計時作如下考慮:①預計的基礎沉降絕對值較小且上部荷載分布較均勻;②原基礎設計時留有一定的余量,經上部荷載調整后基礎的抗彎、抗剪、抗沖切均滿足要求(局部抗彎承載力不足的在柱加固后也可滿足要求);雖然還不能考慮地基長期壓密對地基承載力的提高,但由于基底壓力超出限值不多、地基較好、結構本身剛度較大(地下室側墻為混凝土墻)、荷載較均勻,因此決定基礎部分暫時不予加固處理,觀察使用,僅對上部填充墻砌體增設了部分圈梁和構造柱,并在首層和頂層的窗下設通長鋼筋混凝土窗臺板加強處理。

3.2柱的結構設計與驗算

經核算發現有5根柱承載力不足,主要表現為軸壓比偏高和配筋不足。從分布來看主要是中柱較多,邊柱僅一根,其原因應該是邊柱原本軸壓比不大,屬偏心受壓構件,在軸力增加不太多的情況下對承載力是有利的。設計者對于中柱的加固經全面分析比較,決定采用“加大截面法”處理,理由是:①對于柱軸壓比的提高用加大截面的方法是最直接的;②加大截面可以提高柱的剛度,符合“強柱弱梁”的結構設計原則;③目前填充墻尚未砌筑,框架承受的荷載僅為最終荷載的40%,有利于新舊混凝土的協同受力;④柱截面加大后基礎的板彎矩計算減小,對基礎有利;對框架梁而言,由于支座寬度加大使其凈跨度減小,這也是有利的;⑤施工單位有過類似的施工經驗,質量有保證。取一根中柱計算,設計截面為500×600、配12Φ20,Lo/b=5.2/0.5=10.4,取Φ=8.7,其承載力:

Nu=Φ(fcAc+fyAs)=0.87(14.3×300000+300×3770)/1000=4716kN。在不考慮彎矩的情況下,該柱最終承受的軸力設計值為4572kN,軸壓比N=0.97,超出規范規定的0.9的限值。對該柱初步考慮截面加大為630×730,配筋為16Φ20,根據柱的實際受力分析,柱在加固施工時,由于荷載未完全卸除,存在著一定的壓縮變形,此外混凝土的收縮和徐變也有一定的發展,新加部分的應力、應變滯后于原柱的應力、應變,新舊混凝土不能協同工作,新混凝土作用被降低,降低的幅度隨原柱在加固時的應力有關,應力越高,降低的幅度越大。保障新舊混凝土協同工作是加固的一個重要環節,這主要靠新舊混凝土緊密結合。為此,在施工中要注意以下幾點:①施工前應對加固構件設臨時支撐卸荷;②將需外包的梁的棱角敲掉,并除去浮渣、塵土及疏松部分;③新舊混凝土結合部位表面應鑿毛,表面凹凸不平度不小于6mm,間距不大于箍筋的間距;④新舊混凝土結合部位表面應沖洗干凈,去除油污,用鋼絲刷刷毛,噴水濕潤,澆混凝土前除去浮水并涂混凝土界面處理劑一遍。此外對個別軸力及彎矩均較大的柱子,參照規范的做法沿柱長度方向加植Φ12間距300的短鋼筋,這可以提高結合面的抗剪強度,有利于協同工作。

3.3梁的結構設計與驗算

經核算梁有11根的承載力不足,其中8根是抗彎承載力不足,2根是抗剪承載力不足,1根是抗彎承載力和抗剪承載力均不足。在確定加固方法時,考慮了多種方案:由于有大量的設備管道,盡管層高達到3.9m,但凈高并不大,業主一再要求凈高不得減少,此外部分邊框梁因立面要求也無法將截面加寬,因此排除了“截面加大法”;在選擇“粘貼鋼板加固”還是“碳纖維布粘貼加固”時,本著施工快速方便、對原結構影響小的原則,我們推薦了后者,雖然造價略高于粘鋼包鋼加固法,但由于施工快捷且不增加自重和不減少層高,經與業主協商最終同意此方法。由于在梁柱交接處碳纖維布無法穿過框架柱,因此對于框架梁負彎矩不足的情況,采用了彎矩調幅法,將多出的負彎矩調整到梁底,此外在梁柱交接處,梁上部緊鄰板下處按計算差值的一半補貼了碳纖維布以作為負彎矩的安全儲備,因為框架梁較高所以補貼的碳纖維布仍位于梁上部1/4范圍內。取一根框架梁計算:截面為300×600mm2,跨度為7200m,原設計彎矩為175kN/m,計算配筋值1567mm2,實配梁上筋2Φ20,梁下筋5Φ20。改造后設計彎矩為213kN/m,計算配筋值1941mm2,初選碳纖維截面尺寸0.167×200mm。根據極限狀態應力應變關系,由平衡條件可得:

fcbx=fyAs-fy″As″+EcfεcfAcf

x=0.8εcuh/(εcu+εcf+εi)

求得混凝土受壓區高度x=89.6mm.εcfbh=104.9mm加固后的抗彎承載力:

Mu=fyAs(h0–0.5εcfbh)+Ecf[εcf]·Acf(1-0.5εcfb)

=303kN/m.213kN/m滿足要求。

式中:Ecf為碳纖維布的彈性模量;

εcf為碳纖維布的拉應變;

Acf為碳纖維布的截面積;

εcfb為碳纖維布達到允許拉應變與混凝土壓壞同時發生時的界限相對受壓區高度。

碳纖維布的粘貼長度原則上按梁的彎矩包絡圖定,應延伸至不需要該碳纖維布的部位之外,且不小于粘接延伸長度1d,(1d是一個與碳纖維布的彈性模量、實際拉應變和截面有關的參數),在構造上一般對梁正彎矩區碳纖維延伸至支座,對負彎矩區碳纖維伸出支座的距離不小于1/3梁跨度。另外為了加強梁底碳纖維布的錨固及增加梁的抗剪能力,在梁端每側粘貼100mm寬U型箍2道,在主次梁相交處每側粘貼100mm寬U型箍兩道,具體做法如圖1所示,關于梁的抗剪計算本文從略。此外板的計算和處理基本同梁。為確保施工質量,在施工中應注意以下幾點:

圖 1碳纖維加固處理示意圖

1)混凝土與碳纖維布之間界面處理很重要。因此在梁的兩側連接處應反復打磨平整,去除混凝土表面缺陷,角部應切圓角。

2)粘貼碳纖維布時應密切配合,一人拉緊碳纖維布,一人用刮板從一側邊刮邊貼,保證粘貼緊密不空。