古建筑结构设计精选(九篇)

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第1篇：古建筑结构设计范文

关键词：仿古建筑；木结构；混凝土结构

中图分类号：TU318

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2006)04-0121-02

收稿日期：2006-02-25

作者简介：邓晓春(1973-)，女，1995年毕业于华中理工大学工业与民用建筑专业，湖南省建筑设计院内聘高级工程师，一级注册结构工程师。

1 引言

中国古建筑虽然历经了数千年的演变，但其独特的结构方法和布置规模始终没有改变，并且是世界上独具风格的一门建筑学科，是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主，在材料选用、平面处理和艺术造型等方面都有许多自己的特点，但随着社会的发展与进步，传统木结构在防火与防腐方面的缺陷也日益明显，新技术、新材料的运用使仿古建筑的设计和建造成为可能，这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构，改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统，吸收了传统中国古建筑风格的精华，在钢筋混凝土结构的基础上，将传统古建筑的造型、部件等，作为装饰效果，从而达到建筑上的仿古目的。以下本文将就某工程实例对此种建筑的结构设计谈几点体会，能为同行在设计工作中提供一些参考。

2 中国古代建筑的特点

中国古代建筑是以木构架为主的一种结构方式，平面布局内向含蓄，层次丰富，均衡对称，空间布局灵活，承重与围护结构分工明确；在建筑的设计和施工中很早就实行了模数制和构件的定型化，对于建筑整体到局部的形式、尺度和做法都有相当详细的规定。中国古代建筑还独创了斗拱的结构形式，并充分运用色彩的装饰手段，使建筑物显得庄重而华丽。

中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“穿斗式”、“井干式”三种，屋顶形式有硬山顶、悬山顶、庑殿顶、歇山顶、攒尖顶和复合顶。

3 仿古建筑的结构设计要求

现阶段的仿古建筑多采用钢筋混凝土结构代替木结构，为了达到油漆彩绘之后与木构架相同的外观效果，与传统的钢筋混凝土结构相比，仿古建筑的结构设计具有以下特殊要求：

3．1模数要求和构件定型化

各受力构件的规格需满足古典建筑的模数要求，传力体系的构成极其各构件的尺度和形体完全仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。

3．2屋面造型要求

屋面变化显著，造型要求高，构架体系采用了步架和举架的处理方法，使屋面坡度越往上越陡峻，越往下越平缓，形成了曲线优美、出檐深远的特征，体现了我国古代建筑的造型特点。

3．3建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件，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，上面错落搭建的船形木块叫做拱。斗拱是中国传统古建筑特有的型制，它位于木结构梁和柱子之间，具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用，是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言，因主体结构为钢筋；昆凝土，装饰常常成为斗拱的主要作用。

雀替：用于额枋(檐枋)与檐柱相交处，近似于三角形，表面有雕刻装饰的构件。可以缩短梁枋的净跨距离，具有辅助拉结和装饰双重功能。

4　工程实例

4．1工程概况

开福寺位于长沙城北，它是一座殿字宏伟、气势非凡的千年古寺，具有“三湘名刹”之称。开福寺始建于五代时期，距今已有一千多年的历史，现有的寺院规模已不能满足佛教事业的发展需要，自2004年开始修复扩建，大悲殿的建设就是其扩建工程子项之一。大悲殿为南方单层双重檐仿古建筑，建筑面积1200m2，总高度25m，面阔七间，共37．8m，进深六间，共30．6m。屋顶形式为歇山顶，黄色琉璃瓦铺盖，飞檐翘角，气魄雄伟，檐下为七踩斗拱。室内采用“露明造”，使空间更高大、更宽敞。该建筑采用了钢筋；昆凝土仿木结构。

4．2大悲殿的结构体系

采用现浇钢筋混凝土仿木框架结构，用SATWE程序进行整体计算，主受力框架用PK程序复核计算配筋。结构方式按照古建筑中的“叠梁式”，构架体系采用了步架和举架的处理方法，其传力途径也明显不同于传统钢筋混凝土建筑，屋面荷载通过T形屋面板传给屋面檩条梁，再由梁架逐层往下传递，最终通过最底层的梁传给框架柱。主受力框架立面详见图1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像，故殿内抽掉了两根里金柱，使相临柱子间跨度分别达到了19．8m和18．6m。建筑平面图详见图2。这么大的跨度在传统古建筑中是罕见的，而为了保持室内“露明造”的完整性，在15．5m标高处设3根断面为400x1200的交叉转换梁(位于4轴、5轴、C轴上)，共同支撑其上的柱子和屋面梁架体系。

4．3屋面板的设计

木结构的屋面木基层是由望板和椽组成的，这就使得仿古建筑的屋面板截面形式为T形，单向受力，板肋之间的距离很近、肋高较小见图3，加上屋面陡峻图4(大悲殿屋脊处为九五举)、造型复杂，屋面一次性全现浇施工难度很大，支模困难，混凝土浇注质量和外观效果均难保证。故将屋面板设计成叠合板，先预制单块的预应力混凝土T形板(或几块T形板组合)作为底模，再在底模上绑扎钢筋网，用细石混凝土浇注叠合层，完成后二者形成整体共同受力。设计时按叠合前和叠合后分阶段对T形板进行强度计算、抗裂验算、挠度验算。分别满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

4．4斗拱和雀替的设计

在主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中，斗拱是作为受力构件还是纯装饰构件?采用木结构还是钢筋；昆凝土结构?这就值得探讨了，笔者在考察其他仿古建筑时了解到其斗拱大多是采用钢筋；昆凝土预制构件，各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接(尺度较大时)或座浆连接(尺度较小时)，斗拱在结构中为受力构件。这种做法的主要缺点是做工较粗糙、不美观，而且前者由于构件数量太多防腐和维修费用较高，后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木结构，且仅作为装饰构件，不考虑其受力。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇；昆凝土桃尖梁以及斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋，斗和拱在桃尖梁施工前安装就位。

雀替仅作为装饰部分，不考虑其受力，采用钢筋混凝土预制构件，用定型模板在施工现场制作。主体结构施工时在相应位置留设预埋件，预制的雀替通过预埋件与主体结构的额枋(檐枋)和檐柱焊接连接。

木斗拱与混凝土的预制雀替都是作为装饰构件，与主体结构不是一起现浇成型，但采取了上述方式与受力构件连接后，再经过油漆彩绘处理，整个建筑物浑然一体，完全达到了传统木结构的艺术效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片图4。

5　结束语

钢筋混凝土结构的仿木仿古建筑，因组合形式变化大，构件形状复杂，其空间梁板的形状定型和模板、钢筋施工是最大的难题，给传统的钢筋混凝土结构设计带来了许多挑战，本文探讨了一些新的思路，力求用现代的构造和装饰处理，还原其传统古代建筑的风格。大悲殿于2004年4月完成设计，同年5月开工，2005年年底建筑竣工图50

参考文献：

[1]马炳坚．中国古建筑木作营造技术．(第二版)．科学出版社，2003．

第2篇：古建筑结构设计范文

行分析与阐述。

【关键词】：建筑结构 加固方法 技术手段

中图分类号：G278 文献标识码：A 文章编号：

随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求，科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量，促使建筑业健康发展，我国于1997年通过了《中华人民共和国建筑法 ，明确规定：“建筑物在合理使用寿命内，必须确保地基基础工程和主体结构的质量，对已发现的质量缺陷，建筑施工企业应当修复。因此，以严谨的施工态度、科学的加固方法，确保建筑结构稳固性、安全性，具有一定重要的意义。

1.加大截面积加固技术

通过加大截面积的方式，实现建筑结构加固，在构件的外部包裹混凝土，以增加构件的配筋量与横面积，实现结构加固目标。在建筑结构施工中，加大截面积的方法较为传统、常用，因此工艺简单、适用范围广，可应用于各种墙体、梁柱等混凝土结构中。结合构件的加固要求、受力特点等区别，可选择单侧加厚、双侧加厚等方式。为了确保后期浇筑混凝土的正常运行，可适当增设构造钢筋；如果工程以加配钢筋为主，则应增加钢筋的截面积，为了确保钢筋加固后的正常工作，还应浇筑一层混凝土保护层。一般情况下，外包材料多是普通混凝土，如果外包层薄弱、钢筋密集，就可利用细石混凝土，除了利用钢筋配筋之外，还可应用钢板或型钢。通过采取加大截面积的技术方法，在设计构造时，应充分考虑原有部分与新加部分的整体受力情况。在产生受力时，加固结构的结合面就会产生各种应力，以剪力和拉力为主。在弹性塑性阶段，结合面的反向拉力、剪应力等，主要通过新旧混凝土粘合的强度来承担。如果裂缝达到极限状态，就通过贯穿结合面的锚固螺栓或者锚固钢筋而产生被动的剪切力、摩擦力。但是这种方法对现场湿作业的工程量较大，养护时间较长，对正常生产与生活造成一定影响。同时，当构件截面增大后，将对建筑结构的外观及房屋净空产生一定影响。

2.预应力加固技术

预应力加固技术主要通过外加预应力撑杆或者钢拉杆的方式，实现结构加固。也就是说，通过施加预应力，使撑杆或者拉杆受力，对原有结构的内力分布产生变化，降低结构的应力水平，提升结构承载力。预应力加固技术的特点是通过预应力手段，强迫提升撑杆受力或者后加拉杆，减少原结构的应力水平。这样，就可避免一般加固结构中的应力应变滞后现象，发挥改变、卸载、加固结构内力的作用，提升结构承载能力。采取预应力加固技术，根据加固对象的具体差别，可分为预应力撑杆加固、预应力拉杆加固两大内容。一方面，预应力撑杆加固技术，主要加固轴心受压力或者小偏心受压柱，根据不同的柱受力状况，又可分为单侧撑杆加固、双侧撑杆加固两种方式；

另一方面，预应力拉杆加固主要应用于一般的框架结构、网架结构、梁板结构、桁架结构等。鉴于加固的要求以及被加固结构的受力情况不同，又可将预应力拉杆加固分为水平式(正截面的受弯承载力不足)、下撑式(斜截面的受剪承载力及正截面的受弯承载力不足)、混合式(正截面的受弯承载力不足及斜截面的受剪承载力稍有不足)三种方式，分别适用于不同的截面中。有关预应力加固技术，一般适用于跨度较大的结构中，或者采取一般方法难以满足加固效果的情况，但是这种方法不适合在高湿度环境下作业，这种环境下的混凝土结构或者混凝土收缩力有所变大，不利于加固效果。

3.外包钢加固技术

应用外包钢加固技术，利用角钢外包在构件的四角位置，在角钢之间采取缀板连接方式。外包钢加固法可分为湿式与干式两种情况。一方面，湿式外包钢法，在原有构件和型钢之间，利用环氧树脂或者乳胶水泥等粘结，将新旧材料之间进行有效协同，确保工作整体性，但是作业强度较大；另一方面，干式外包钢法，即原有构件和型钢之间没有任何粘结作用，虽然有时候以水泥砂浆填补，但是并不能实现结合面拉力与剪力的传递，难以保障原构件和型钢的整体工作，只能实现单独受力。与湿式外包钢方式相比，干式外包钢的施工更加简单，但是提高承载力的能力远不如湿式外包钢；这种方法基本对原结构构件的截面尺寸更改不大，仅是提高构件承载力，增加刚度与延性，一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等结构构件、构筑物加固中应用广泛。这种外包钢加固技术，尤其应用于不需要增大截面尺寸的工程中，可极大提高承载力的轴心与偏心，施工的工作量小、效率高、质量好，但是用钢量较多，加固成本高。

4.外部粘钢加固技术

外部粘钢加固法，主要利用粘贴剂，与加固设计相符，将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面，共同产生作用力。外部粘钢加固技术的优势在于：施工便捷、效率高，基本不会改变构件外观及使用空间，提高了结构构件承载力。当采取外部粘钢加固技术时，一般将钢板粘贴在梁底的受拉位置，增加梁的承载力，如果在梁的侧端粘贴钢板，也可保障梁的斜截面承载力。当前，外部粘钢加固技术主要应用干受拉构件或受弯构件的补强加固工程中，要求环境温度控制在60℃以内，相对湿度则小于70％，且没有化学腐蚀。如果工作条件不能满足以上条件，则要采取对应的处理措施。另外，外部粘钢加固技术对施工工艺的要求较高，需要确保施工队伍韵专业性，提高施工质量。

5.增设支点技术

增设支点加固技术，主要通过增加支撑点的方式，降低结构的计算跨度，以控制结构内力，提高承载力。这种方法既简单又可靠，但是会对使用空间造成一定影响，一般适用于网架、桁架、板、梁等水平结构的加固施工中。

结合新增加支撑结构的变形特质，应用支点法可分为弹性支点与刚性支点两种方式。弹性支点主要通过支撑结构中的桁架或者受弯力作用等，间接传递荷载力。由于支撑结构变形与被加固结构变形属于同一个数量等级，那么支撑结构应按照弹性支点来考虑，涉及到复杂的内力分析技术；刚性支点通过轴心受拉或者轴心受压等荷载力，直接传递到柱子或者基础构件部分。这种方法的内力计算较为简单。相对来说，采取刚性支点技术加固，可较大提高结构的承载能力，而弹性支点则对空间使用的影响程度较低。

6.结束语

总之，建筑结构加固的技术方法较多，本文介绍了几种常见方法。为了在实际加固工程中选择最合理、最经济的方案，还应加深学习与交流，以应用更多先进加固技术，实现经济效益与社会效益。

【参考文献】：

第3篇：古建筑结构设计范文

关键词：建筑；结构； 加固； 改造技术

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

中国分类号：TU318文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02

前言

20世纪50、60年代国家开始建造了大批钢筋混凝土厂房和公建、办公楼。这些房屋使用至今也有三十四十年的历史，由于使用维修不当或者建造质量原因，许多房屋存在这样或那样的问题，有些相当严重，危及结构安全。 由于土建投资大，所以尽管房屋存在一些问题，往往不会因此拆除重建，采用结构加固改造的办法，只要花少量的投资来维修、加固就可以恢复其承载力，确保安全使用，另外由于新的使用要求，房屋要改变用途或进行夹层等也需要对原结构进行加固，所以，今后的加固工程量是很大的。从事加固行业是有很大的发展空间的[1]。

建筑结构设计中常用的加固技术

一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。

2.1、混凝土结构加固方法[2]

混凝土结构加固方法包括直接加固和间接加固两大类,设计和施工时可根据环境、实际条件以及使用要求选择合适的加固方法。

直接加固方法：直接加固的一般方法有:加大截面加固法，该方法具有已经成熟的设计方案和足够的施工经验可循，并且施工工艺适应性强，操作简单易行，适用于板、梁、墙、柱以及一般构筑物混凝土加固,但不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。钢筋混凝土外加层加固法:该方法是一种复合截面的加固法，加固改造之后可以提高建筑载力；钢筋水泥砂浆外加层加固法:也是属于复合截面加固法的一种，施工简单，并且技术成熟，但是建筑加固之后，在提高承载力方面不如钢筋混凝土外加层加固法；增设扶壁柱加固法，是加大截面加固的一种方法，其优缺点与钢筋水泥砂浆外加层加固相差很小，但是此种加固法难以满足建筑抗震的要求，所以一般仅应用于非地震区[3]。

间接加固的方法有:预应力加固法,使用该加固方法降低加固构件的应力水平，增强了加固改造的效果，并且大大提高了建筑结构的承载力，但这种方法影响建筑结构的外观，一般加固于跨度较大或是大型结构；增加支撑加固法。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减少使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固；结构体系加固法，建筑结构设计存在缺陷时，这种加固方式能够改善建筑整体设计缺陷，提高建筑结构的刚度。承载能力甚至是满足抗震要求。

2.2、砌体结构间接加固方法

砌体结构简洁加固法分为：无粘结外包型钢加固法、预应力撑杆加固法、Helifix无应力加固修复系统。

无粘结外包型钢加固法属于传统加固方法的一种，其便于现场施工，相比于其他的施工方法，更适合于在建筑结构不允许增大原构件截面的情况，施工作业少，同时又能提高截面承载力的砌体柱的加固，需要指出的是，采用这种加固方式必须采用钢结构的防护措施，所以导致加固成本高。

预应力撑杆加固法[4]

该法在提供砌体柱的承载能力方面大大提高，加固效果明显，但是不能在高于60摄氏度的环境中施工，更多的适用于高应变以及高应力的加固结构。

Helifix无应力加固修复系统

Helifix无应力加固修复系统是一种新型的结构加固修复系统，在自然中地震等恶劣的自然环境或是荷载引起的应力突然增加，导致建筑结构承载力，结构开裂或是失效的情况下进行加固修复，此种加固技术特点是迅速、灵活又比较经济。Helifix无应力加固修复系统可提供多种连接技术，广泛应用于房屋、教堂、桥梁等的加固改造施工过程中。

2.3、钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。经鉴定需要加固的钢结构，根据损害范围一般分为局部加固和全面加固，当有成熟经验时，也可采用其他的加固方法。局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固，有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接节点加固法。全面加固是对整体结构进行加固，有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。增加或加强支承体系，也是对结构体系加固的有效方法。增加原有构件截面的加固方法是最费料最费工的方法。

目前，我国在建筑结构加固的技术水平上加强了基础承台和锚固、钢筋等，在实施加固过程都要做到技术专业。特别能承受拉力、载力不仅这样材料不会引发膨胀力，实施起来方便也省力。

新型建筑结构加固改造技术[5]

3.1、SRAP加固技术

加固目的提高或恢复建筑结构的承载力和刚度，加固方式是利用AP 树脂砂浆和SR 增强材料, 用预应力的概念对桥梁实施加固的方法。为了充分发挥高强SR 加固材料的强度，SRAP 加固方法导入了预应力的概念,通过膨胀螺栓锚固于结构两端, 软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上, 通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。SRAP 加固技术可以应用于桥梁、隧道、渡水槽、工业与民用建筑等方面的加固改造过程中。

3.2、消能减震加固技术

传统的抗震方法是房屋上部结构和基础牢牢地连接在一起，地震时，地面运动能量经过基础输入到房屋结构，致使房屋结构发生振动、变形，甚至倒塌。耗能减震加固技术的主要思想是把结构物中的支撑、剪力墙等构件设计成耗能部件或在结构物的节点或连接处装设阻尼器，在风载或小震作用下，耗能杆件和阻尼器处于弹性状态，当在强烈地震作用下，耗能杆件或阻尼器率先进入非弹性状态，结构产生较大阻尼，耗散大量地震能量，使主体结构避免进入明显非弹性状态，从而保护主体结构在强震中的大幅度的损坏。

3.3、碳纤维加固技术

碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。

四、总结

作为建筑结构方面新型技术，结构的改造加固对建筑物的使用寿命具有很大的影响，同时，对促进旧城改造，建设资源节约型等具有重要意义，对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施，使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性，加固改造技术日新月异，体现了现代新技术、新产品、新工艺、新设备的最新成就, 无可否认, 任何一种加固方法都是在原有结构上作用的, 其目的是恢复或提高桥梁的承载力, 每一种的加固方法都不是万能的，只有考虑实际施工情况才可以将风险降到最低，。我国的建筑加固业伴随着市场的需求迅速发展起来, 预计今后相当长的一个时期, 对既有建筑物结构的改造加固工程的发展潜力非常大。

参考文献

[1]尹跃刚;;简述建筑结构的加固方法与施工[J];科技与企业;2011年11期

[2]郑先元;;既有建筑结构鉴定与加固技术概述及应用[J];现代物业(上旬刊);2011年01期

[3]徐忠根,周福霖,孔玲;国内外建筑隔震改造加固概述[J];华南建设学院西院学报;1999年02期

第4篇：古建筑结构设计范文

关键词：多层框架结构；加固设计；技术要点

中图分类号：TU323.5 文献标识码：A 文章编号：

一、引言

对框架结构建筑进行加固处理，能够有效提升建筑物的抗震性能，确保建筑物的稳定性以及可靠性。同时，相比于拆除重建而言，对建筑物进行加固修复也能够实现施工成本的有效控制，根据相关资料统计表明，对一般框架结构建筑进行加固改在与拆除重建施工相比，经济投入能够节省40%，施工时间也能够缩短50%左右。因此，对多层框架结构建筑进行加固，排除相应的安全隐患，能够有效延长建筑物的使用寿命。综上所述，本课题的研究具有很强的现实意义。

二、多层框架结构建筑加固设计的主要方案

实际的工程加固设计中，设计人员应根据多层框架结构建筑的实际情况选取科学、有效的加固设计方案，并进行严谨施工。以下，笔者将对主要的多层框架结构加固设计方案进行总结。

（一）抗震墙加固法

抗震墙加固法是多层框架结构建筑加固中的一种重要方案。一般来说，当框架结构抗震能力不足或扭转效应偏大时，设计人员可优先考虑采用增加抗震墙加固方法。在具体施工中，可通过增设剪力墙或翼墙实施。

抗震墙加固法的施工技术较为成熟，然而存在废料、造价高等缺点，且施工周期长、对周边环境影响较大。

（二）碳纤维布加固法

当多层框架建筑出现承载能力不足问题时，设计人员可考虑采用碳纤维布加固法进行施工。施工过程中，可在建筑物构件表面黏贴碳纤维布或碳纤维板，能够有效提升多层框架结构建筑的承载能力。

该方法所用材料质量较轻、强度足够，且施工较为方便，主要适用于对架结构建筑中的梁、板、柱等构件进行加固。

（三）增大截面加固法

增大截面加固法主要针对多层混凝土框架结构建筑。在实施过程中，设计施工人员需采用与原建筑相同材料的钢筋混凝土增大原框架构建的截面积，以此达到提升整体建筑物承载能力的目的。

采用上述方法能够提升框架结构建筑抗弯、抗拉的性能，也能够修复已经存在损伤的混凝土框架截面，常用于对建筑物梁、板、柱以及钢结构中的屋架等构件进行加固。

此外，对框架结构建筑物进行加大截面加固法时，设计人员应充分考虑整体效应，避免施工过程中出现局部刚度过大的状况，从而保证建筑物局部与整体承力均匀。

（四）外包钢加固法

外包钢加固法是一种适用于多层钢结构框架结构建筑的加固方法。在具体的施工过程中，设计施工人员需要将固定钢板包在框架结构构件的外侧，并通过精确计算，实现外包钢与原有构件的充分受力，从而实现整体建筑承载力、延性和刚度的全面提升。

外包钢加固法一般使用与对框架结构建筑梁、柱、屋架等构件的加固，特别适合对大型多层大跨结构框架结构建筑的加固。采用上述方法时，一般可结合化学灌浆法进行外包钢加固，但要保证钢结构表面的温度低于60度，当施工环境具有腐蚀性时，应当采取适当的防护措施，例如，可通过采用高分子材料包裹钢型构件或采用氧气隔绝法等。对于多层框架结构建筑来说，应用外包钢加固法存在用钢量偏大的弊端，因此施工经济成本较高。

三、多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题

在对多层框架结构建筑进行加固设计施工时，施工人员应结合建筑物的实际情况和周边施工环境的状况，通过精确计算、综合分析，确定合适的设计施工方案，因此，整个加固工程中需要注意的问题有很多。笔者结合平时的工作经验，将多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题总结如下：

（一）进行实地调查

设计人员在确定加固方案之前，要深入建筑物实地进行调查，对建筑物的实际情况进行调研。调研的主要内容应包含建筑物的受损情况测定、承载能力评估等，并结合调查的内容确定初步的加固方案。

（二）对加固方案进行论证

对建筑物进行实地调查后，加固设计人员应拿出多套施工方案，并会同工程施工小组相关人员进行方案论证，从施工成本、施工流程、施工稳定性等多个方面对所有方案进行详尽考量，并最终确定出最科学合理的加固方案。

（三）预备应急预案

在加固施工前，设计人员应准备相应的应急预案，从而保证施工方案的充分合理性。应急预案应与预实施方案起到互补作用，在施工过程中，一旦发现现有方案出现偏差，施工人员和设计人员应进行及时沟通，在保证加固施工有效实施的基础上，启动应急预案。

四、工程案例分析

（一）工程概况

某中学教学楼共6层，采用框架结构进行设计施工。框架等级为2级，建筑结构安全等级为3级，建筑抗震设防类别为丙类。整栋建筑于2002年3月份竣工，至今已使用11年，由于该中学规模逐年扩大，需在该教学楼基础上增建1层，考虑到增加楼层可能对原有教学楼带来多余的承载负荷，因此，需要对现有教学楼进行加固处理。

（二）加固方案

经过技术人员的测算，该栋教学楼由于使用年限过久，部分框架构件中的钢筋承载能力不能满足现行规范要求，一些框架结构梁端负弯矩以及跨中正弯矩也与现行施工规范不符，因此，需要对1-6层的柱、梁等构件进行加固。由于该栋建筑作为教学楼和办公楼使用，在综合多方面数据后，设计人员制定了如下加固施工方案：

第一，针对框架中箍筋雕筋无法满足现行要求的状况，拟采用外包角钢加固法施工，以此提升建筑物的承载能力。

第二，针对狂接结构梁端负弯矩以及跨中正弯矩不满足现行承载要求的状况，拟采用碳纤维法进行加固施工。

（三）施工细则

外包角钢加固施工流程如下：

1、对需要施工的构件进行打磨、洗净、除锈等工作，并用夹具固定角钢。

2、对角钢进行焊接，并用LJH灌浆料填充柱子与角钢之间的缝隙。

3、保证焊接缝高度大于6MM，确保无虚焊、假焊现象。

4、焊接、填充完后，在加固层表面涂抹水泥砂浆，厚度应大于25MM，以此提升整体加固层的承载稳定性。

碳纤维加固法施工流程如下：

1、进行表面清理。需对施工构件表面进行打磨、除污等清理，并保证构件转角黏贴出呈圆弧状，半径大于25MM。

2、将底层树脂均匀涂抹在需要加固构件的表面，并进行找平处理，保证构件表面不留棱角。

3、黏贴碳纤维布。将碳纤维布黏贴于构件表面，并在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂，该工序24小时后，在构件表面环向围束纤维布，一般来说，纤维布层数不少于3层。

五、结论

本文对多层框架结构建筑加固设计施工的相关内容进行了总结与综述，并结合工程实例分析了加固施工的具体细则和注意事项。因此，本文的研究成果符合预期设想。在对框架结构建筑进行加固设计过程中，设计人员应对实践经验进行不断总结，敢于拓展设计思路，从而保证工程加固项目的有效实施。

参考文献：

第5篇：古建筑结构设计范文

【关键词】钢结构建筑；加固方式；设计；优点；结构布置；概况；国民经济

20世纪后几年，我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米，总产值 6000亿元（约占GDP9%）的建设迅猛发展，住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化，解决目前住宅建设中存在工业化水平低，部品化率低以及住宅用材档次低，寿命低，实心黏土砖能耗高，不利于环保等问题，已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系，扩大其应用范围，发展多层钢结构建筑。

一、钢结构建筑的概况

钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作，现场安装。因而大大减少工期，由于钢材的可重复利用，可以大大减少建筑垃圾，更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用，应用在工业建筑和民用建筑中。目前钢结构建筑在高层建筑上的运用日益成熟，逐渐成为主流的建筑工艺，是未来建筑的发展方向。其优点主要包括以下几点：

1、大大节约施工时间，施工不受季节影响；

2、增大住宅空间使用面积，减少建筑垃圾和环境污染；

3、建筑材料可重复利用，拉动其他新型建材行业的发展；

4、抗震性能好，使用中易于改造、灵活方便，给人带来舒适感等等；

5、强度高、自重轻，构件安全富裕度稿，降低建筑物造价；

6、符合国家可持续发展战略，低碳、绿色、环保、节能灯是国家重点支持的产业。

7、耐热但不耐火，需要表面涂装防火涂料；

8、表面需涂装防腐涂料，减少或避免腐蚀，提高耐久年限。

二、钢结构选型与结构布置设计

建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述：钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，此外，钢结构建筑还具有良好的空间感，可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系，破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施，运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思，比较与选择，所得结构方案往往都易于计算，概念清晰，定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算，同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和选形式，方应考虑它们的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。

结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑钢结构的加固方式

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。 （1）改变结构计算图形的一般加固方法为对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固： 如增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷； 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固。如改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；调整连续结构的支座位置；将结构变为撑杆式结构；施加预应力。

（3）对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固。增设撑杆变桁架为撑杆式结构； 加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

四、结束语

综上所述，随着经济的发展，钢结构在建筑加固工程中的应用日趋广泛，钢结构是以钢材为材料制成受力构件的结构，钢结构住宅以其能使建筑更富有功能化，预工程化程度高，建设成本降低，自重轻，安装容易，环保节能，抗震性能好等综合优势而受到各方面的重视。

参考文献：

[1] 吴耀华，张煜，肖伟，黎文. 厦门国际会展中心大跨悬臂钢结构设计[J]. 钢结构. 2000（02）

[2] 宿明彬，谭进，邱少雷，孙成疆. 当前钢结构设计软件的情况及自主开发软件的发展趋势[J]. 钢结构. 2001（01） [3] 姜德进. 钢结构设计中若干问题的辨正[J]. 钢结构. 2003（02）

第6篇：古建筑结构设计范文

关键词：建筑结构；抗扭；加固；优化

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

建筑结构是由各种建筑材料建造的建筑受力骨架体系，它决定建筑的安全性能，并影响其它建筑功能。结构设计原理是利用相关学科的知识，研究如何保证结构安全性的理论和设计方法。结构优化设计并不是单独针对薄弱环节进行修改，而是面向整个设计过程，合理利用材料性能，并使各个构件之间协调连接。不仅使得建筑更加稳定安全，同时也能够保证它的功用最大化利用，实现最大优化。

1、建筑结构的优化途径

1.1合理的结构方案

合理的结构方案应该遵循以下原则：一是构思要建立在整体的概念上，处理好局部与整体的关系，使结构受力状态达到最佳状态，提高结构整体性能；二是传力途径尽量简单化。复杂的传力途径计算分析复杂，容易出现错误，而且也会提高造价。三是保持整体结构的协调一致性。把每个构件都放在总体架构环境中考虑，使每个构件和其他构件都合理连接，达到规范规定的设计标准，实现结构的最大效能；四是尽量使平面上的抗侧力刚度中心与外力作用重心接近或重合；五是加强和建筑设计师的交流，提出结构设计的意见。

1.2正确计算结构设计

一是不能盲目取用计算机的运行结果。计算机进行结构计算所运用的程序是人工编写的，在编写过程中很多概念性的东西可能与规范存在差异，所以在进行计算之前要搞明白程序的理论基础和应用条件。二是认真核对输入的数据。结构计算需要的数据很多，如果输入的数据出现错误不仅会导致某一构件的受力出现问题，也会影响整个结构的受力情况，其后果是无法估计的。三是合理选取计算参数。不同的计算参数会得出不同的计算结果，要根据建筑要求和建筑环境合理选取。四是考虑计算模型和实际结构的差异。计算模型都是实际结构的简化，只考虑普遍情况，不考虑实际结构中的特殊状况。而实际结构中的受力状况千差万别，如果单纯地依赖运算结果进行结构分析会导致较大的分析偏差，给建筑物留下设计隐患。

1.3提高材料的利用率

结构优化设计的目标就是提高建筑物的性价比，这就要求结构设计中要根据构件在结构中的受力情况和建筑材料的力学特性，合理选用材料。在钢筋混凝土结构中，混凝土的抗压性能好，钢筋的抗拉性能好。以受压为主的柱子可以采用高标号的混凝土，以受弯为主的梁板可以选用高强度的钢筋，同时要注意钢筋和混凝土强度匹配，这样可以减小构件的横截面积，减轻构件自重，不浪费材料的性能。实际中，很多工程项目因为材料选用不合理导致不必要浪费的案例很多，比如，钢筋混凝土现浇板经常选用高强度混凝土，为了控制高强度混凝土的收缩变形需要加大配筋量，这样不仅仅使高强度的混凝土未能充分发挥效能，而且还增大了钢筋用量，导致经济浪费。

2、建筑结构的主要加固方法

2.1加大截面法

加大截面加固法是在构件外部外包混凝土,增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,从而达到提高构件承载能力的目的。在我国加大截面法是一种传统的加固方法,工艺简单,适用面广,可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。根据构件的受力特点和加固要求不同,可选用单侧加厚、双侧加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面为主的结构中,为了保证后浇混凝土的正常工作,需适当配置构造钢筋;在以加配钢筋为主的加固方法中,即增加钢筋截面积,为保证加固钢筋的正常工作,需按构造要求浇灌混凝土保护层。外包材料一般以普通混凝土为主,当外包层较薄、钢筋较密时,可用细石混凝土,配筋除采用钢筋外,也常用型钢和钢板。

2.2外包钢法

外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法。外包钢加固法分湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固:外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结,以使型钢与原构件能整体工作共同受力;干式外包钢加固:原构件与外包型钢之间无任何粘结,有时虽填有水泥砂浆,但彼此只能单独受力,承载力提高不如湿式外包钢加固有效。该方法施工简便,现场工作量较小,受力较为可靠,适用于在使用上不允许增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构,主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。

2.3增设支点加固法

增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅度地提高承载能力,并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。增设支点加固法优点是简单可靠,缺点是使用空间会受到一定影响。

2.4预应力法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。

3、建筑结构抗扭设计的具体措施

3.1 预先介入

建筑师为追求建筑外观效果，建筑方案平面、立面均比较复杂，为避免出现严重不规则的平面布置，结构工程师应预先介入，与建筑师配合协调，使建筑平面尽量规则简单，符合抗震概念设计。首先要控制平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心。对L形、H形、T形、十字形、Y 形平面突出部分长度进行控制，使之符合《高层建筑混凝土结构技术规程》表4.3.3的要求；其次是控制建筑平面的长宽比。当建筑物长宽比较大时，不符合楼板在平面内无限刚性的假定。在地震作用下，采用楼板在自身平面内无限刚假定进行计算的结果不符合地震反映的结果，容易产生扭转破坏。在风力作用下，也会出现因风力不均匀及风向紊乱变化而引起的结构扭转、楼板平面挠曲等现象。

3.2 严格执行位移比

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。其中位移比限制结构平面布置不规则性，避免过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应，周期比限制结构的抗扭刚度不能太弱。结构设计过程中可从以下7个方面着手，使结构抗扭能力符合规范要求。

3.3均衡布置抗侧力构件。

使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，避免过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应，使结构的位移比满足规范要求。抗侧力构件应按“均匀、分散、对称、周边”的原则，使平面刚度分布均匀，并使平面刚心和质心尽可能地接近。借助材料力学抗扭刚度概念，高层建筑结构从整体分析角度出发，剪力墙按“均匀、分散、对称、周边”的原则布置外还应符合以下要求，在抗扭刚度角度上，剪力墙分量(主要是长度)从外到里逐步减少，从抗侧移刚度角度上，剪力墙分量直线上均匀分布。

4、结语

扭转是地震作用下导致结构破坏的重要原因，所以结构设计必须重视结构的抗扭设计。除应满足规范控制结构扭转的两个量化指标外，还应加强概念设计。结构刚度均匀，刚心与质心应尽量重合，尚应具有一定的抗扭转能力。

参考文献

[1] 秦晓芳、赵艳敏.建筑结构加固技术及发展趋势[J].山西建筑.2007(11)

第7篇：古建筑结构设计范文

关键词：办公楼；砖混结构；加固设计；设计方法

中图分类号: TU746．3文献标识码:A

1．工程概况

某办公楼于1963年建成,该建筑由中部6层、东西两侧4层(局部5层,以下简称4层部分)、北侧3层阶梯办公室及东西两翼的实验室和阅览室组成,东西两侧2层部分设有地下室。各部分由变形缝分为独立的结构单元,6层部分建筑总高度24.70m,4层部为16.10m,总建筑面积约23000m2,全部为砖混结构。楼、屋盖体系-中厅部分、阶梯部分为现浇钢筋混凝土梁板结构;其余部分均为预制梁、槽板结构,无圈梁。基础为浆砌毛石条基,持力层为强风化板岩。该地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,设计地震分组为第1组;基本风压值为0.65kN/m2;场地类别为Ⅰ类。

2．结构现状及加固原则

2.1．结构现状、检测情况。加固前检测单位对主楼进行了检测。经检测,红砖强度等级达到MU10,但经近50年的使用,砂浆强度严重退化,强度等级为1.0～3.5MPa,大幅度地低于原设计的50#～100#混合砂浆的强度值。纵横墙砌筑咬槎良好。设计人员现场查勘发现,有部分承重窗间墙几何尺寸与原设计不符,且相差很大,因此对所有承重墙的几何尺寸进行了现场测量。办公部分梁板未发现受力裂缝,阶梯教室梁、板混凝土强度等级均在C15左右。

抗震横墙最大间距15m(4层部分),房屋总高度24.7m(6层部分),无圈梁,不符合GB50023-2009《建筑抗震鉴定标准》的要求;抗震横墙间距亦不符合第一级鉴定要求的限值。检测结论为应采取加固补强措施。

2.2．加固原则及范围

在业主要求下,办公楼完全保持既有的建筑风格,对主楼的承载力和抗震能力进行补强加固、内部升级改造,外饰面尽量不破坏,以保持一致的外观效果;加固后续设计使用年限为30年。加固分两期进行,现阶段只对办公部分和阶梯教室进行补强加固。

3．加固方案的选择

3.1．承载力及抗震验算。在确定加固方案之前,以检测结果作为基本依据,对原墙体承载力及抗震进行了计算分析。

(1)承载力验算:对所有承重墙体进行的抗压验算结果表明,两侧4层部分满足承载力要求;中部6层部分的窗间墙、内纵墙和中厅横墙以及阶梯教室的承重外墙均不满足承载力要求,最不利墙段的计算承载力仅达到设计要求的50%～60%。(2)抗震验算:在7度区,如以后续设计使用年限30年为标准,运用地震危险性分析的研究成果,地震作用取重现期30年,按相应可接受超越概率为10%确定设防烈度,并采取相应的抗震措施,加固后的结构在后续使用年限内,其抗震设防安全可靠性可达到新建工程要求的概率水准。经计算,设防烈度约为6.7度,设计基本地震加速度为0.08g,相应多遇地震的影响系数最大值αmax=0.064,地震作用相当于7度(0.1g)时的80%。抗震构造可执行GB 50023-2009《建筑抗震鉴定标准》的相关规定。

按上述原则,经验算4层部分满足抗震验算要求(最不利部位为所需承载力的1.1倍),6层部分和阶梯教室墙体不满足抗震验算要求。

3.2．加固方案比选

根据抗压承载力和抗震验算结果,6层部分和阶梯教室墙体应进行全面补强加固;阶梯办公室大梁混凝土强度较低应进行加固;4层部分,只需按抗震构造要求进行加固。对于墙体抗压承载力不足,一般可采取面层加固或板墙加固法。考虑到主楼6层部分、阶梯办公室原砌体的砂浆强度较低,砌体抗压承载力严重不足,采取板墙加固法进行补强比较适合,并在每层楼板下纵横墙的加固板墙内设4

对阶梯办公室大梁采用外粘钢加固法,以满足承载力要求。

4层部分,主要是针对刚性体系要求的抗震横墙最大间距和圈梁设置不符合鉴定标准的要求的情况,加固设计应增设抗震横墙和圈梁。增设抗震横墙,一般可采用设置基础的砖砌体墙或钢筋混凝土墙,只要与原墙体进行可靠的锚拉即可。但主楼在该位置设有局部地下室,有一道横墙至地下室顶板,底板置于毛石基础上。经复核,原基础仅考虑了地下室底板和顶板的荷载,故不能承受新增抗震墙及楼面荷载重分布后所分担的荷载,需对基础进行加固。但这样做将破坏底板,并很难解决防水问题,极易造成隐患。另外,施工期间还要进行降水,既不安全,也不经济。因此不宜采用增设实体抗震墙的方案。考虑到地下室基础及底板虽不能再承受竖向荷载,却能很好地传递地震作用下的水平剪力。经研究,采用了以钢支撑替代抗震横墙的方案,通过支撑将水平地震作用传至基础。增设圈梁,目前通常作法是在外墙上外贴钢筋混凝圈梁或型钢,内横墙采用钢拉杆与圈梁拉结,圈梁断面常采用180mm×240mm。但业主要求加固不能改变主楼的既有风格,这样,外贴圈梁的方案显然不可行。经反复研究,采取了将钢筋混凝土圈梁一分为二并置入墙体内外两侧的"嵌入式组合圈梁"方案,保证了原建筑立面不受影响。

4．加固设计

4.1．板墙加固设计。6层部分、阶梯办公室采用C20喷射混凝土板墙,内配

4.2．嵌入式组合圈梁及拉结设计

对无圈梁的4层部分,每层外墙设嵌入式组合圈梁,详见图2,组合圈梁每隔开间用钢拉杆拉结或与进深梁锚拉。单侧走廊整体性差,是抗震的薄弱部位,该部位采用钢筋混凝土现浇拉梁(300mm×180mm)将外墙与内横墙拉杆或进深梁拉结的方式予以加强,使每层形成封闭的环箍体系,拉梁采用C20混凝土浇筑。

图2嵌入式组合圈梁

4.3．钢支撑设计

在原15m间距的内横墙间增设一道钢支撑,钢支撑设计应满足作为刚性计算方案房屋横墙的刚度要求,根据《砌体结构设计规范》(GB 50011-2001),钢支撑在风荷载和地震作用情况下,其最大位移值应满足:Umax≤H /4000(H为房屋总高度),以此为控制条件对钢支撑进行设计,详见图3,并进行了"中震"不屈服验算(地震参数参照有关文献)。

图3钢支撑简图

4.4．阶梯教室混凝土梁加固

阶梯教室钢筋混凝土大梁,采用梁底及支座粘钢加固的方法,以满足抗弯承载力要求;梁端设钢板箍加锚栓解决抗剪问题,同时可使端部混凝土处于多向约束状态,改善其受力性能,详见图4。

图4阶梯办公室梁加固详图

4.5．施工要求

嵌入式组合圈梁在施工时会削弱墙体,应采取分段、分面渐近式施工方式,必要时应采取支撑措施,以保证施工期间的安全。凹槽可采用机械切割方式形成,采用喷射混凝土施工。钢支撑应与原墙体及进深梁结合紧密、连结可靠,以保证有效地传递水平力,达到抗震墙的效果。

结语

(1)对于建造年代较早的老建筑,由于使用时间较长、技术资料不全,不应只对材料强度、整体及构件外观表征进行检测,设计人员还应对重要承重构件的几何尺寸进行现场勘测。以便全面、准确地反映结构现状。

(2)根据加固后的预期设计使用年限,合理确定抗震设防目标及地震作用基本参数,并按相应的标准采取抗震措施,在后续使用年限内其抗震设防安全可靠性可达到新建工程要求的安全保证概率,加固的成本相对经济。

(3)对砖混结构抗震加固时采用"嵌入式组合圈梁"可满足此类建筑的特殊要求,且效果明显。增设抗震横墙若受条件限制时,可采用符合刚性计算方案要求的其他构件替代,并加强连结,也可取得与实体墙同样的效果。

该建筑目前使用情况表明,通过采取本文所述的设计方法对其进行全面、系统的加固补强,达到了提高承载力水平、改善抗震性能和内部升级改造的目的,使这座老建筑得以重新恢复甚至超越其往日的风采。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ116-98建筑抗震加固技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50011-2001建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

第8篇：古建筑结构设计范文

【关键词】房屋建筑；结构加固；设计；施工技术

引言：房子建造关系到大家平时日子的方方面面，它的质量会影响使用的安全性，因此在建筑工程过程中，房子建筑构造加固规划和施工技术变得越来越重要，为了进一步建加强筑物的构造加固性，削减人员伤亡和财产损失，应在必定程度上不断的加强房子建筑构造加固技术的规划，改善施工技术。

1.结构加固方法以及相关的技术分析

进行加固施工时，其加固施工及加固计划的拟定尤为重要，对于需要加固的构筑物，应根据构筑物的不一样状况拟定不一样的加固计划。

加固工程方案的优劣，在一定程度上是房屋建筑结构加固技术顺利实施的为要前提，没有良好的施工方案是阻碍加固工程施工重要因素。有的加固方案固然具有解决问题的可行性，但是，因为其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长、劳动用工大、安全系数低的弊端，结果必将影响到加固质量。

2.房屋建筑结构的常用加固技术

2.1直接加固的一般方法

（1）增加钢筋截面法类似于混凝土的加固办法，以增加了截面积的办法来加强房屋的巩固度，此运用己经非常老练，习惯规模广，建造起来也对比简单，更换混凝土加固办法，操作需要很长的时刻，所以影响修建物的运用此外，这种加固办法后，修建物内的净空面积会有所减小，此办法合适用于通常混凝土构造的修建。

（2）有粘结外包型钢加固法，该方法具有良好的加固作用，建筑的有点就是施工的环节相对较少，但是这种方法需要大量的钢筋，导致更高的本钱，因此不适合使用在加固一般的建筑物上，主要用于结构强度高的建筑物，同时需要被加强的区域不能扩展等的建筑上。使用钢板的缘故，这种方法并不合用于加固高温场所的建筑结构。

（3）粘贴钢板加固法。在该过程中使用粘贴板，对于建筑钢筋结构来说，不需要加湿，并有一个相对短的时间来施工，这将不会对用户和工作的日常生活产生明显影响，除此之外，该方法不会导致建筑物外观的损害，也不会导致降低使用的空间。这种方法的最大缺点是粘合加固来加强效果，因此粘合的水平对加固效果有直接的影响，从而不易控制加固效果因此，这种方法主要用于补强加固静态前提下的构件。

（4）张贴纤维增强塑料加固法钢筋加固法，望文生义与张贴有关，类似于张贴钢板加固的办法，但也存在一些区别，主要是资料方面用于进一步加固资料是塑料的，所以不必忧虑相对湿度和侵蚀性，由于资料自身重量比较轻，并且本钱比钢低得多，但是，塑料资料具有明显的缺陷，温度不能太高，容易泛起火灾因而，使用过程中这个办法应当使构造巩固并妥善处理高温易燃的问题。

2.2与混凝土结构加固改造配套使用的技术

（1）关于托换技能。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技能的概称属于一种综合性技能，由有关构造加固、上部构造顶升与复位以及抛弃构件撤除等技能构成。合用于己有建筑物的加固改造。

（2）关于植筋技能。系一项对混凝土结构较简捷、有效的衔接与锚固技能。可植入一般钢筋，也可植入螺栓式锚筋；己广泛应用于己有建筑物的加固改造工程中。

（3）关于外包钢加固技能。外包钢加固法分为湿式与干式两种状况湿式外包钢法，在原有构件和型钢之间，使用环氧树脂或许乳胶水泥等粘结，将新旧资料之间进行有用协同，保证工作全体性，可是具有着比较大的工作强度，干式外包钢法，即原有构件和型钢之间没有任何粘结效果，当然有时候以水泥砂浆添补，可是并不能完成联系面拉力与剪力的传递，难以保障原构件和型钢的全体工作，只能完成独自受力这种方法根本对原构造构件的截面尺度更改不大，仅是前进构件承载力，添加刚度与延性，一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等构造构件、构筑物加固中使用广泛。

3.实施中的施工技术

做好前期的设计和预备工作后，进入正规的实施阶段，工程实施中也要有良多的留意点，要把握技术要点和施工方法

（1）对原有旧钢结构考察、取样、实验、评定，这些工作看起来简朴，实在非常的重要，所以这个工作一定要当真的对待，尽量做的细致一些。而且必需要有专业的实验室对原旧钢结构以及加固用的新钢材进行取样实验，出具权势巨子评定讲演，明确出符合前提的原料、需采购新钢材、焊条规格型号、焊接连接工艺的技术。

（2）对原旧钢结构进行喷砂除锈，清除表面笼盖的所有侵蚀的氧化层及渣物，然后根据这些钢结构的使用年限和损毁程度，与设计一起研究，通过一系列专业的计算和讨沦，确定实用可靠的处理、加固、改造方案。

（3）原有旧钢结构只需生锈或者有必定的残渣等就会逐步的被破坏下去，所以必定要将钢锈、外表笼盖的腐蚀氧化层及渣物完全铲除，用空压机连接专用的喷砂除锈机来进行完全的铲除作业，单个腐蚀严峻的部位要前进警惕，必要的话能够投入相应的劳动力，人工用钢凿、榔头、砂轮机来进行凿、磨作业。喷砂除锈的砂子选用中细黄砂，必定要提早晾干。

4.房屋建筑结构加固施工时应留意的问题

（1）尽量削减破坏原有构造，充分利用原有构造的承载才能。在建造工程设计制作时应充分考虑钢筋目前的状况，断定钢筋加固计划，尽量留存修建的原有构造，以尽量削减损失和损伤，尽量削减乃至取消撤除，这更适合原配的即是最佳的这一原则应当确实剖析和探究现有的构造应，经由恰当的测验和构造可靠性剖析测验，准确断定原有房子的构造和承载才能，以尽可能坚持原貌或许留存它不应当健忘的当地，尽量依照本来的工程设定加固的特色，不要使得新旧之间有很大距离。

（2）加强改造过程中，常常使用的加固连接技术的是植筋和锚栓技术，这种技术对于混凝土结构的建筑来说简朴而有效的。现行《混凝土结构加固设计规范》与《混凝土结构后锚固技术规程》关于锚固长度区别很大，而且按照《混凝土结构加固设计规范》的划定，对于常规的梁柱等构件，难以满足的锚所需要的厚度宽度长度，在一定程度上采用植筋锚栓技术时需要留意最小边距和最小间隔，特别需要留意原有构件钢筋密集部位钻孔和定位的可能性，尽量小心，不要损坏原来的截断和构件。

（3）在房屋建筑结构加固和施工的前期，需要当真调查，检测，分析工程设计的细节，并与施工单位积极协调和配合，共同设计出经济，安全，公道，可行的和适当的加固方案，并选择可行的替换品，以避免重复设计，在一定程度上加强监视检查工程，加强执行力度，进一步消除风险，在一定程度上确保项目的顺利进行。

总结：总而言之，在正常情况下会老化建筑物，自然灾害的影响下会致使更高程度的损坏，尤其是在开展我国家，很多地震，因而，加强了房子和其他建筑物的稳定性在必定程度上是非常重要的。加强房子结构，需求高技术，只要在稳定性好房子内进行寓居，才能够进一步的保证房子建造的安全，才能在必定程度上真正推进我国建筑行业的健康以及可持续的开展。

参考文献：

[1]牛鸣非，张颖. 房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J]. 科技创业家，2014，03：48.

第9篇：古建筑结构设计范文

关键词:建筑结构设计；处理措施；验算

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

一、引言

该多层建筑大楼工程地上7层,框架结构,独立柱基,一层为地下室,作停车场用,建筑物总高21.5m,总建筑面积12500m2,工程按7级设防,框架抗震等级为三级。工程主体通过验收不久,建设方接主管部门通知,将原来的底部三层的大开间办公室改为小开间以便安排更多的人员办公。开间变小使分隔墙体增多,许多新增墙体布置在原来板的位置上。最简单的解决方法是用轻质材料作为分隔墙,然后验算板的承载力是否有富余,但建设方考虑到隔音、防水以及其它的原因,坚持要求采用多孔砖,建筑相应结构部分的加固与改造也就在所难免。

二、建筑结构荷载受力分析

由于大部分现浇板无法承受约3m高的空心砖墙,将板的相应位置拆除后在墙下加梁显然不可取,大面积加固板工作量太大。经与建设方反复协商,设计者决定每开间的主要隔墙采用粘土空心砖,而室内的局部墙体改为双层轻质石膏板墙,石膏板墙下部考虑防水砌了5匹粘土实心砖,总的线荷载为取值为1.5kN/m。经验算大多数板块均满足要求,对于粘土空心砖墙采用的是直接在墙下加预制混凝土梁,梁底距楼面30mm,这样墙体荷载可以直接传至主框架梁上,原主要传力体系不受影响,在最大程度地减少了次梁和板的加固处理。经过计算分析,结构的基础、柱、梁、板均有不同程度的不足,需要加固处理。

三、建筑结构加固与处理措施

3.1建筑基础受力分析

原地基承载力设计值为300kPa,基础底面平均设计压力为292kPa,经核算现基础底面平均压力最大值约为316kPa,比地基承载力设计值大5.3%,根据《建筑抗震加固技术规程》规定,基底压力设计值超过地基承载力设计值不足10%时,可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。本工程地基为厚度均匀的硬塑状粉质粘土,再下为中风化岩层。设计时作如下考虑:①预计的基础沉降绝对值较小且上部荷载分布较均匀;②原基础设计时留有一定的余量,经上部荷载调整后基础的抗弯、抗剪、抗冲切均满足要求(局部抗弯承载力不足的在柱加固后也可满足要求);虽然还不能考虑地基长期压密对地基承载力的提高,但由于基底压力超出限值不多、地基较好、结构本身刚度较大(地下室侧墙为混凝土墙)、荷载较均匀,因此决定基础部分暂时不予加固处理,观察使用,仅对上部填充墙砌体增设了部分圈梁和构造柱,并在首层和顶层的窗下设通长钢筋混凝土窗台板加强处理。

3.2柱的结构设计与验算

经核算发现有5根柱承载力不足,主要表现为轴压比偏高和配筋不足。从分布来看主要是中柱较多,边柱仅一根,其原因应该是边柱原本轴压比不大,属偏心受压构件,在轴力增加不太多的情况下对承载力是有利的。设计者对于中柱的加固经全面分析比较,决定采用“加大截面法”处理,理由是:①对于柱轴压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刚度,符合“强柱弱梁”的结构设计原则;③目前填充墙尚未砌筑,框架承受的荷载仅为最终荷载的40%,有利于新旧混凝土的协同受力;④柱截面加大后基础的板弯矩计算减小,对基础有利;对框架梁而言,由于支座宽度加大使其净跨度减小,这也是有利的;⑤施工单位有过类似的施工经验,质量有保证。取一根中柱计算,设计截面为500×600、配12Φ20,Lo/b=5.2/0.5=10.4,取Φ=8.7,其承载力:

Nu=Φ(fcAc+fyAs)=0.87(14.3×300000+300×3770)/1000=4716kN。在不考虑弯矩的情况下,该柱最终承受的轴力设计值为4572kN,轴压比N=0.97,超出规范规定的0.9的限值。对该柱初步考虑截面加大为630×730,配筋为16Φ20,根据柱的实际受力分析,柱在加固施工时,由于荷载未完全卸除,存在着一定的压缩变形,此外混凝土的收缩和徐变也有一定的发展,新加部分的应力、应变滞后于原柱的应力、应变,新旧混凝土不能协同工作,新混凝土作用被降低,降低的幅度随原柱在加固时的应力有关,应力越高,降低的幅度越大。保障新旧混凝土协同工作是加固的一个重要环节,这主要靠新旧混凝土紧密结合。为此,在施工中要注意以下几点:①施工前应对加固构件设临时支撑卸荷;②将需外包的梁的棱角敲掉,并除去浮渣、尘土及疏松部分;③新旧混凝土结合部位表面应凿毛,表面凹凸不平度不小于6mm,间距不大于箍筋的间距;④新旧混凝土结合部位表面应冲洗干净,去除油污,用钢丝刷刷毛,喷水湿润,浇混凝土前除去浮水并涂混凝土界面处理剂一遍。此外对个别轴力及弯矩均较大的柱子,参照规范的做法沿柱长度方向加植Φ12间距300的短钢筋,这可以提高结合面的抗剪强度,有利于协同工作。

3.3梁的结构设计与验算

经核算梁有11根的承载力不足,其中8根是抗弯承载力不足,2根是抗剪承载力不足,1根是抗弯承载力和抗剪承载力均不足。在确定加固方法时,考虑了多种方案:由于有大量的设备管道,尽管层高达到3.9m,但净高并不大,业主一再要求净高不得减少,此外部分边框梁因立面要求也无法将截面加宽,因此排除了“截面加大法”;在选择“粘贴钢板加固”还是“碳纤维布粘贴加固”时,本着施工快速方便、对原结构影响小的原则,我们推荐了后者,虽然造价略高于粘钢包钢加固法,但由于施工快捷且不增加自重和不减少层高,经与业主协商最终同意此方法。由于在梁柱交接处碳纤维布无法穿过框架柱,因此对于框架梁负弯矩不足的情况,采用了弯矩调幅法,将多出的负弯矩调整到梁底,此外在梁柱交接处,梁上部紧邻板下处按计算差值的一半补贴了碳纤维布以作为负弯矩的安全储备,因为框架梁较高所以补贴的碳纤维布仍位于梁上部1/4范围内。取一根框架梁计算:截面为300×600mm2,跨度为7200m,原设计弯矩为175kN/m,计算配筋值1567mm2,实配梁上筋2Φ20,梁下筋5Φ20。改造后设计弯矩为213kN/m,计算配筋值1941mm2,初选碳纤维截面尺寸0.167×200mm。根据极限状态应力应变关系,由平衡条件可得:

fcbx=fyAs-fy″As″+EcfεcfAcf

x=0.8εcuh/(εcu+εcf+εi)

求得混凝土受压区高度x=89.6mm.εcfbh=104.9mm加固后的抗弯承载力:

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

=303kN/m.213kN/m满足要求。

式中:Ecf为碳纤维布的弹性模量;

εcf为碳纤维布的拉应变;

Acf为碳纤维布的截面积;

εcfb为碳纤维布达到允许拉应变与混凝土压坏同时发生时的界限相对受压区高度。

碳纤维布的粘贴长度原则上按梁的弯矩包络图定,应延伸至不需要该碳纤维布的部位之外,且不小于粘接延伸长度1d,(1d是一个与碳纤维布的弹性模量、实际拉应变和截面有关的参数),在构造上一般对梁正弯矩区碳纤维延伸至支座,对负弯矩区碳纤维伸出支座的距离不小于1/3梁跨度。另外为了加强梁底碳纤维布的锚固及增加梁的抗剪能力,在梁端每侧粘贴100mm宽U型箍2道,在主次梁相交处每侧粘贴100mm宽U型箍两道,具体做法如图1所示,关于梁的抗剪计算本文从略。此外板的计算和处理基本同梁。为确保施工质量,在施工中应注意以下几点:

图 1碳纤维加固处理示意图

1)混凝土与碳纤维布之间界面处理很重要。因此在梁的两侧连接处应反复打磨平整,去除混凝土表面缺陷,角部应切圆角。

2)粘贴碳纤维布时应密切配合,一人拉紧碳纤维布,一人用刮板从一侧边刮边贴,保证粘贴紧密不空。