青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

在目前的建筑结构中，对于加层的应用，能够使原房屋更加经济、适用，同时对于生活交通和生活便利的地区，其建筑物应用加层不仅能够节约空间和建筑用地，而且对业主而言节省了大量的征地费用和配套费用。在套型变化不是太大的建筑房屋，可以使用加层，在施工的过程中，使用人员不必搬迁，没有拆迁等麻烦问题，在建筑加层设计的周期较短，且见效很快，缓解了住房压力和需求。

1 建筑顶部加层设计遵循的原则

建筑顶部加层设计非常复杂，在工程的施工过程中应将结构拆除以及结构加固同时进行，保证施工的安全性。对于施工前期的准备工作非常重要，如果前期准备不足，会直接影响到施工过程，且对施工的质量产生不良后果。在建筑顶部的施工设计过程中，应考虑到一些可行性因素以及经济情况，主要遵循以下原则:

首先，建筑顶部加层应满足可靠性的原则，这是从建筑加层的设计鉴定结构上分析。如果能够满足建筑顶部的可靠性，那么就可以进行下一步的加层工作。但是，不能满足相应的可靠性要求，就应对建筑结构进行建模分析计算，有可能的话，还要调出建筑物的原结构设计图纸和有关设计方案进行详细的分析和计算。确定好加固的相关范围以后，然后通过相关结果进行分析和整体加固，使结构整体上能够满足加层处理以后的承载力以及刚度要求。

其次，建筑顶部加层还要按照相应的鉴定结果，根据相应的结构进行分析和确定损坏程度和安全等级划分等工作。然后，应着手制定科学施工计划和方案，对建筑结构顶部进行加层设计，设计人员要考虑到施工的工期对于业主的影响。尤其是一些大型的商场和建筑住宅，对施工的周期影响很大。因此，施工单位要重点考虑到施工的工期，在保证质量的同时，要缩短施工工期，确定科学、合理的施工方案。

在进行建筑顶层设计的时候，应考虑到结构安全性，以及实际受力情况，来进行设计加层，不可一味的听从业主和客户要求。要按照安全性原则进行设计和施工，如果建筑物原结构受力小于建筑材料强度的80%，且构件比较稳定，没有较大变形，那么就可以进行加层设计，在设计的时候应考虑到截面面积，同时还要减少承载力。

此外，对于建筑顶部加层的架构焊接时，应注意到若是在负荷状态下进行焊接，就要考虑到焊接的高温，同时对于高温所产生的残余应力要考虑到对架构的不良影响。如果构件在静力荷载的情况下，应保证材料的设计强度要小于60%。要保证受力的实际情况，满足相应的条件，才可进行焊接。在加层施工的过程中，要加强固件以及被加固件之间连接度，尽量减少这些高温情况下的不良影响，采取一定的措施，然后在进行科学的焊接，避免由于结构损坏，例如在高温以及冷脆或者其他不良条件下，因先解决这些外部原因之后，最后子啊进行加层施工。

2 建筑物的顶层加层架构设计分析

对建筑物加层设计有几种方式，主要是直接加层方案设计和多层全框架结构设计，以及多层内框架结构设计，同时还有底部全框架结构和下部砖混，上部框架机构的相关方案，和相对应的下部刚性，上部为弹性方案中的砖混结构方式。这些顶层加层设计方案，有着很多的施工方法，首先，对于一般刚性砖混结构，也就是上部和下部都是砖混结构方案中，应先对地基基础进行复核和验算，还要对墙体强度进行核算，如果满足相应的要求和抗震设防标准以后，就可以利用砌块进行上部墙体的施工作业，当然也可以利用轻质材料进行砌块处理，例如泰柏板即可。在施工的过程中，如果一些个别墙段没有达到相应的要求，或者是基础强度达不到，应该先进行局部加固。

这时，在加层承重处理中要在原先承重墙上进行加层处理，也可以利用房屋的横墙作为承重体，然后让加层部分作为纵墙承重，使得建筑物原房子为纵墙承重体系，而加层部分属于横墙承重体系，不过这种方案的应用，应考虑到刚性的要求达到一定的强度，且抗震应在间距连贯处的刚性横墙。

在多层全框架结构中的的加层设计时，采用框架时要上柱与下柱完整对齐，还要凿开原结构中的框架柱顶，通过连接钢筋以后，应及时建筑浇筑加层框架混凝土。尤其是在新旧结构的连接点上，也就是说在建筑物的屋面顶部进行浇筑高截面转换梁，然后使得新结构和旧结构保证传递方便，同时在加层出的良好位置，保证节点有较高的抵抗能力。需要注意的是，对于计算老框架的强度时，应考虑到加层垂直荷载，此外还要考虑剪力墙，以及其他因素，如侧移影响等情况，这些都能有效的提供啊框架的承载能力。

针对框架中的下部砖混结构设计方案中，应保证减少加层荷载，同时应填充一定量的轻质墙框架结构体系。这种方案的应用中，对于上部框架要保证良好的锚固，还要有可靠的支承，加强对旧房的固定，同时进行旧建筑物的设构造柱，使得建筑物在加层框架中，形成一个整体，保证框架柱能够接触地面。同时还要对构造柱进行延伸设计，保证其建筑室外处于地下500mm，保证锚如基础圈梁上。使得上部框架能够落地，避免锚固不可靠。

3 对建筑顶部结构加层的设计和构造的处理

建筑物的顶部加层之后，其竖向的质量以及刚度也就有了很大的变化。设计人员要主要结构布置过程中，应主要考虑原结构以及新结构能不能有效的合作，使得新旧结构一起达到抗震，提高抗震的能力。如果原结构属于砖混结构，那么就会有鞭梢效应，应保证结构的整体性和抗震性，使得新结构和旧结构能够有效的统一连接，加强柱脚节点的处理。

在建筑结构加层设计中的柱脚形式有两种，一种是铰接，另一种是刚接。如果柱脚属于铰接，其柱脚受力属于轴向压力以及水平向剪力。如果柱脚属于刚接的情况时，其柱脚受力就是轴向压力加上水平向剪力，同时还包括结构的弯矩。因此，对于建筑物顶部加层的设计中，一定要考虑到结构上部的情况，如恒载以及荷载，还有风荷载等的组合情况，考虑这些柱脚上部结构，要关注的就是柱脚产生的最大偏心距。

对于植筋技术，主要有化学锚固以及砂浆锚固两种方法。在砂浆锚固方法下，是应用砂浆锚固的硬化收缩进行处理的，造成砂浆锚固时的连接轻度不够，且砂浆耐久性达不到相应的要求。因此，在很多实际建筑工程中，大部分应用的都是化学锚固方法，这种方法能够按照材料的性质，按照胶结剂的分类方式，这些材料有无机材料以及有机材料、混合材料。

针对无机材料在水泥中，可以较好的进行硬化，同时有着良好的耐火性，不过由于脆性较高，且粘接力不够，一般在应用中进性埋深。而有机材料的粘接力较大，其耐火性较差。而混合材料的耐火性和粘接力都较优，在实际中应用广泛。在新旧混凝土的粘接界，其重点工作就是进行粘接。如果在新旧混凝土的粘接处配合不好，就会产生结合面的强度不够，并最终造成裂缝等情况。因此，需要科学的考虑并合理地进行粘接。

4 结语

建筑物顶部加层架构设计和处理，是一项重要的施工作业，在我国有着广泛的应用，适应于各种类型的建筑应用。在实际的应用中，要加强顶部加层架构技术的分析和研究，选择科学的方案设计和施工，保证建筑物的安全性和稳定性。

陈凤，合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥230000