加层轻型钢结构设计探讨

在原建筑物上加层轻型钢结构，不只进行轻型钢结构本身的设计，还应考虑因加层所引起原建筑物构件内力变化，以及使用功能变化。本文论述了加层轻型钢结构对屋顶板、承重结构、地基及基础、抗震设计、消防通道及消防设施、施工荷载等项校核；同时对原建筑物结构现状评估、履行建筑设计审批程序、设计任务委托等问题提出见解。

当前普遍存在城市用地紧张，于是产生了在原建筑物上加层轻型钢结构，以扩大原建筑物的使用面积，在新疆地区加层轻型钢结构为数不少，个别建设单位认为轻型钢结构较轻，在原建筑物上加层轻型钢结构不会对安全产生影响，这种认识不全面也无根据，是否有影响必须经过具体设计才能有科学判断。

所谓轻型钢结构是相对重型钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构而言，并不等于没有重量，其影响程度除取决于增加轻型钢结构层数及使用功能外，还取决于原建筑物层数、结构形式、建造年限、原建筑物功能、周围环境影响等因素。

总之，很难概括什么结构可以加层，什么结构不可加层，只能对具体工程做具体建筑设计、结构设计、消防设计、设备负荷设计，遵照相关规范或规程将加层与原建筑做为整体进行设计。

任何一个建筑物都关系到人身安全和财产安全，对加层轻型钢结构要慎重，避免造成不必要的损失，我们认为所有加层轻型钢结构工程必须认真进行以下各种校核。

1 建筑物结构现状评定

首先了解建造年限、结构外观风化程度、基础碱蚀程度，尤其是砖混结构现状要认真的逐条轴线进行检查，特别是新疆地区，地下水硫酸盐成份含量较高，对建筑物有较强腐蚀性，不仅对原建筑物地上墙体有腐蚀性，对地下基础也有较强腐蚀性，一定要认真做出全面评定，判定原建筑承载能力削弱程度。不仅外观检查要做定性评定，混凝土结构还要对板、梁、柱混凝土实际标号进行检测，做出定量评定，给结构校核提供实际的材料强度依据。

2 结构设计校核

2.1 屋顶板承载能力校核原建筑物屋顶板只承受自重、保温层、防水层等恒载，以及使用活荷载与雪载中较大的荷载。除屋顶花园、上人屋顶、高寒地区雪载外，一般雪荷载均小于不上人屋顶荷载，其屋顶予制板允许荷载等级一般低于楼层予制板允许荷载等级，现浇屋顶板其配筋量也低于楼层板。

加层后将其屋顶变为室内，原来不上人屋顶板变为楼层板，原建筑物屋顶板承载能力一般不能满足楼层板使用要求。如果加层后做为会议室、图书阅览室、文娱活动室之类的用途，原屋顶板承载能力可能相差甚远。此外还应详细了解加层轻型钢结构的施工方案，屋顶是否有较重堆载的可能，应限制施工时较重堆载及冲击荷载对屋顶板的影响。

2.2 承重结构承载能力校核原建筑物不论是混凝土结构还是砖混结构，均沿柱网或轴线设置一定数量的柱子或墙体，其恒载、活载、风载、地震荷载由原承重结构共同承担，而加层轻型钢结构，为发挥其结构优点往往做成大柱网，甚至做成门式刚架结构，将加层的所有荷载由少量边柱或外墙承担，尤其在新疆高寒地区雪载、风载都很大，有的地区抗震设防烈度也很高，加层后对原建筑物边柱或外墙产生的内力超过原建筑物承载能力，所以必须进行认真校核，保证结构安全。