框 架房屋顶部的轻质钢结构扩展的关键技术

框 架房屋顶部的轻质钢结构扩展的关键技术

霍润心

邢台市轧辊铸诚工程技术有限公司 054000

为了解决城市发展和城市建设用地之间的矛盾，可以通过应用轻钢结构技术提高框架房屋顶层的楼层水平来改造老建筑，从而增加可用空间，优化工业厂房的生产条件。在此基础上，结合实际工程案例，本文首先描述了扩建工程的施工方案，并分析了轻钢扩建的关键技术在框架房屋改造中的具体应用，包括扩建工程与原结构的脚手架连接，钢柱和钢梁的安装，以及防水和保护措施等。

关键词：钢筋混凝土、框架结构、轻质钢结构

随着城市化进程的加快，老建筑的功能可能已经不能满足当前的需要，因此，为了扩大建筑功能和可用空间，建筑单位通常采用建筑扩建的方式来节省重建成本和土地资源。由于其经济特性，它是旧建筑改造中最常用的方法之一。它不仅可以减少建筑材料，消除拆除旧建筑的需要，还有利于优化生产和生活环境，促进城市更新进程。

1 项目实例概述

某四层楼的钢筋混凝土建筑建于20世纪80年代，底层有4.2米高的商务办公室，二至四层分别有3米高的办公区。该建筑采用独立基础结构的钢筋混凝土基础，内外隔墙采用发泡混凝土砌块作为砌墙材料。为了扩展建筑的功能，有必要在原有结构的基础上再加一层，以满足建筑单位的需要，如会议、娱乐等。

2 新增框架房屋的技术方案分析

承重分析的结果表明，如果扩建部分的主体结构是钢筋混凝土结构，那么旧楼的地基和一些框架柱将无法支撑钢筋混凝土结构的重量，而如果扩建部分的结构件是钢架结构，不需要对旧楼结构进行二次加固就可以达到要求的承重能力。基于对建筑结构整体性能、承重能力和施工条件的综合分析，选择了轻钢结构作为扩建工程的主体结构。所采取的具体技术措施如下。

(1) 新的主体结构应是等截面的门式框架，梁和檩条的结构件分别为H型钢和C型钢，屋顶和墙板为双色压钢板。

(2) 在设计扩建时，应在不影响旧建筑和谐的情况下扩大外墙的窗户，拆除旧建筑的屋顶保温层，并以C10矿渣轻质混凝土为材料设置排水坡，以减少对建筑下部结构的压力。

3 关键技术

3.1 坡屋顶框架柱腿节点的联合设计

与正常的建筑工程不同，不仅要为旧建筑提供足够的承载力，而且要设计和建造新旧结构之间的安全连接，尽可能减少对旧建筑的破坏。旧结构上的孔必须使用机械钻头钻孔，钢筋的位置必须使用红外线钢筋测量设备准确定位，以避免在钻孔过程中损坏钢筋，影响工作的安全性。旧结构和新结构之间的连接设计对结构的稳固性和扩展部分的抗震性至关重要，并决定了结构作为一个整体是否可行。

为此，施工设计的重点是确保新扩建部分的柱脚与旧结构之间的连接点的稳定性，以及水平力的有效传递。门式框架的柱脚节点有两种连接方法：直接钻孔和直接连接柱主筋，如下所述。

3.1.1 钻孔直接连接法

这种方法是在旧框架的头部钻孔，在每根混凝土柱的顶部钻4个42厘米深的35个孔，将30个螺栓插入其中，将结构胶倒入孔中，使其与底板紧固，在结构胶凝固后安装钢柱，并将钢柱安装在底板的螺柱上。安装时，缝隙要用细石混凝土加厚，工具的厚度应该是5厘米左右。图1显示了直接钻孔连接。

^{钢 柱}

钢柱底板

^{过渡性钢板}

锚杆加固

图1：直接钻孔连接示意图

3.1.2 柱子主钢筋的直接连接

在钢筋混凝土框架柱中，由于钢筋数量太多，无法形成孔洞，不能采用钻孔直接连接法来连接柱脚节点，因此可以采用直接连接法来连接混凝土柱主筋。柱子的顶部用细石混凝土找平，并用螺栓固定在钢柱和底板上。柱子主钢筋的直接连接如图2所示。

^{钢 柱}

钢柱底板

^{过渡性钢板}

锚杆加固

图2：柱子主钢筋直接连接的图示

3.1.3 坡屋顶框架柱脚节点的连接结构

该项目上部结构为现浇钢筋混凝土，不适合采用直接钻孔连接方法。8根ø25根柱子的钢筋向外弯曲，而且楼板也没有梁的钢筋，因为楼板上有12ø双向分布钢筋和ø22的钢筋在两个方向交叉放置，柱子的地基不能可靠地连接。因此，在新旧结构的连接中，必须采用柱子钢筋的直接连接。将裸露的柱子钢筋从柱子顶部移开，根据位置选择四根主钢筋，加热调直，根据主钢筋的位置在底板上钻孔，清除柱子顶部的杂物，将钢筋网铺在上面，与原柱子钢筋焊接。 最后，C20细石混凝土被浇筑到1-2厘米的厚度，并在其上放置基础板。在混凝土完全凝固后，将底板和主钢筋切割出来焊接在一起，这样不仅可以增加钢柱连接的稳定性，还可以加强原混凝土柱主钢筋的锚固。

3.2 钢柱和钢梁的安装

钢柱和钢梁可以在工厂预制，然后运到施工现场进行组装，从而减少施工时间。通过分析项目的施工条件，结合轻钢结构的特点，选择了一台16吨的汽车起重机作为钢柱和钢梁的吊装设备，两台8吨的汽车起重机作为辅助设备，主要用于部件的组装和搬运。由于钢翼和腹板较薄，需要安装在高处，平放在地上组装后，容易变形，所以可以采用垂直组装的方法，由起重机直接组装钢架。

在钢柱的施工过程中，必须在柱子之间放置C型栏杆或拉杆，以增加稳定性并补偿板材的薄度和可弯曲性；每次组装两榀钢架时，都要加固C型栏杆，从而确保所有柱子和梁的安装。

3.3 轻钢结构增项的防水措施

由于在轻钢结构加层施工过程中需要拆除旧楼的防水层，因此在施工过程中必须做好防水工作，以保证施工期间的正常使用。

3.3.1 定位和测量柱顶

确定并审查旧的施工坐标控制网的位置，重新测量与其他实物的距离和高程，确保数据一致，然后才能进行挖掘。

3.3.2 女儿墙拆除

在外墙柱子顶部切开1米×1米的区域，用一把锋利的刀将EPDM防水层分开，在其周围做一个0.2米高的防水条，将EPDM防水层的四角重叠起来，放在防水条内，在木架防水罩上铺上彩色织物，放在柱子上，根据雨水情况和建筑的正常情况，打开和关闭罩子也可以确保使用不受影响。防水罩可以根据降雨情况进行开合，防止降雨影响正常使用。

3.3.3 柱坑处理

在连接和安装钢柱板后，应按1:2.5的比例用水泥砂浆抹平柱孔，涂抹厚度为1厘米，然后用水泥粉和防水剂YJ302混合。

3.3.4 挖掘物的清理和接缝处的防水处理

防水问题应在扩建部分的防水层安装完成后，通过清除地面开挖的碎石来解决。同时，外墙板与旧外墙之间的接缝应做防水处理，接缝要防水，要有美感。

3.4 轻钢加层的老建筑保护措施

为了确保扩建工程不损害现有的建筑结构，需要采取有效的保护措施，并且需要完善和发展各种流程，以确保工程质量。 可以采用保护性拆除技术，必须选择合适的拆除方法，科学选择建筑材料和拆除机械，提前制定保护性技术措施。自上而下的拆迁方法是确定旧建筑的结构特点，合理制定每个拆迁项目，科学地确定拆迁过程。在拆除旧建筑的连接结构时，需要同时对其进行保护，对未拆除的管道接口需要做好保护，对不能移动的结构，如供水口、通风口，需要进行特殊保护。在拆除过程中，应尽量消除噪音，适当控制粉尘，尽量使用静态破碎和手凿，以减少施工噪音，不应使用气镐和大锤来拆除地板、柱子和女童墙，以避免振动对混凝土地板造成损害。施工时应使用无振动的钻头，以避免损坏框架，加固工作应按照改造工程的技术规范进行。

4 结论

在框架房屋的顶部加装轻质钢架，需要结合建筑特点和施工条件，在门式框架柱和地脚的节点处选择合适的连接方式，并做好防水和保护措施，确保建筑的安全和稳定。在施工过程中，必须对旧楼的数据进行准确测量，并准备好验收和竣工的技术档案，为竣工后处理质量问题提供参考。轻钢扩展不需要脚手架、大型建筑设备或占用很多空间。通过对轻钢建筑技术的应用分析，希望能论证建筑技术在框架结构房屋改造中加层的可行性，为轻钢建筑技术在其他框架结构房屋改造项目中的科学应用提供参考。

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