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摘要：根据框架结构低层工程实例提出了3种增层方案，分别为直接增层方案，分离式套建结构增层方案和整体式套建结构增层方案。并通过pkpm2010进行建模分析了分离式套建结构增层方案和整体式套建结构增层方案的楼层位移，并且分析了其优劣性。
关键词：套建结构，增层，楼层位移，地震作用
中图分类号：S611文献标识码： A
0.引言
随着我国综合国力的不断增强，带动了建筑行业的飞速发展。根据国家统计局数据可知，从2007到2012年我国建筑房屋施工面积增长了两倍多。但是由于土地使用面积的有限性，和我国人口不断增长的社会现状，造成了房屋使用面积满足不了人们的生活需要。在20世纪以前由于建筑设计和施工技术的限制，我国的房屋层数大多数比较低，建筑使用面积较少。增层一方面可以增加建筑结构的使用面积，另一方面节约的建筑资源，比较经济。所以本文通过工程实例来介绍了各种增层的设计方案，为以后的增层改造提供相关的借鉴价值。
1.工程实例
19世纪70年代的某栋3层的框架结构建筑。根据要求，将该建筑增加到7层的框架结构楼房，以满足其建筑面积的使用需求。该结构采用了6级抗震，B类场地，基本风压按0.35采用，体型系数采用1.3。一层原有结构布置如下图所示：
2.不同方案设计讨论
2.1采用直接增层法
直接增层法：原结构在经过国家相关部门检测之后，根据给出的检测报告分析了结构基础能较好的承受新增层的荷载作用。同时对原有的结构的梁和柱子进行加固，提高梁和柱子的抗弯，抗压和抗剪承载能力，以及在原有房屋上直接增层。该方法的缺点在于对与基础的承载能力比较高。该方法比较简单，本文不做详细论述。
2.2 套建结构增层方案
增层改造必须要考虑到改造结构的安全可靠性，经济合理性，耐久性以及抗震性等等因素。目前，较为成熟的套建结构增层法主要有整体式套建结构增层法和分离式套建结构增层法。本文以原有结构为基础，采用了分离式套建结构增层法和整体式套建结构增层法。本文采用pkpm2010进行建模分析，研究两种方案的局限性和优越性。
2.2.1 分离式套建结构增层法[1]
分离式套建结构增层在原有结构的主要受力方向的两侧增设大截面的框架柱。新增结构层与原有结构是完全分离的，成为两个相互独立的结构体系。通过外套的框架柱将上部结构荷载传至基础且不影响原有结构的受力，荷载的传递途径简单明确。具有不影响原有结构功能使用的优点，但是也具有新增结构“上刚下柔”的缺点。
2.2 .2整体式套建结构增层法[2]
整体式套建结构增层法是在分离式套建结构增层法基础上进行结构优化的一种方法。通过在新增结构与原有结构之间增加弹性梁板连接或者钢筋混凝土梁连接，使得原有结构和新增结构具有协同变化的能力。既使新，旧结构相对位移自由，水平方向上的作用协同变化。增加了底层框架柱的刚度，进一步弱化“上刚下柔”所带来的影响，达到一个优化的效果。缺点在于地基沉降不均匀沉降容易造成整体式套建结构新旧结构连系梁结构的拉裂破坏。
2.3计算结果分析
由pkpm的计算的地震作用下的层间位移如下表所示：
根据表格可知：在X和Y向地震作用下，整体式套建结构的下3层结构的楼层位移要比分离式套建结构下3层结构的楼层位移要小，并且上新增的四层结构的楼层位移相差不大。整体式结构的下3层刚度比较大，而分离式结构相对于整体式结构来说较小。
3.结论
本文针对实际的工程实例给出了3种不同的增层设计方案。同时对分离式套建结构和整体式套建结构进行建模分析，得到了两点结论。
（1）从结构整体性分析，整体式套建增层方案要比分离式套建结构增层方案要更加的优越。
（2）地基沉降不均匀沉降容易造成整体式套建结构新旧结构连系梁的拉裂破坏。
参考文献：
[1]张春梅，赵根田.外套框架結构改造设计方案的合理选择，世界地震工程2007,23(2):96-101
[2]郑文忠,张昊宇.协同式套建增层框架时程分析及防倒塌措施[J].哈尔滨工业大学学报,2011,43(4):6-11
关键词：套建结构，增层，楼层位移，地震作用
中图分类号：S611文献标识码： A
0.引言
随着我国综合国力的不断增强，带动了建筑行业的飞速发展。根据国家统计局数据可知，从2007到2012年我国建筑房屋施工面积增长了两倍多。但是由于土地使用面积的有限性，和我国人口不断增长的社会现状，造成了房屋使用面积满足不了人们的生活需要。在20世纪以前由于建筑设计和施工技术的限制，我国的房屋层数大多数比较低，建筑使用面积较少。增层一方面可以增加建筑结构的使用面积，另一方面节约的建筑资源，比较经济。所以本文通过工程实例来介绍了各种增层的设计方案，为以后的增层改造提供相关的借鉴价值。
1.工程实例
19世纪70年代的某栋3层的框架结构建筑。根据要求，将该建筑增加到7层的框架结构楼房，以满足其建筑面积的使用需求。该结构采用了6级抗震，B类场地，基本风压按0.35采用，体型系数采用1.3。一层原有结构布置如下图所示：
2.不同方案设计讨论
2.1采用直接增层法
直接增层法：原结构在经过国家相关部门检测之后，根据给出的检测报告分析了结构基础能较好的承受新增层的荷载作用。同时对原有的结构的梁和柱子进行加固，提高梁和柱子的抗弯，抗压和抗剪承载能力，以及在原有房屋上直接增层。该方法的缺点在于对与基础的承载能力比较高。该方法比较简单，本文不做详细论述。
2.2 套建结构增层方案
增层改造必须要考虑到改造结构的安全可靠性，经济合理性，耐久性以及抗震性等等因素。目前，较为成熟的套建结构增层法主要有整体式套建结构增层法和分离式套建结构增层法。本文以原有结构为基础，采用了分离式套建结构增层法和整体式套建结构增层法。本文采用pkpm2010进行建模分析，研究两种方案的局限性和优越性。
2.2.1 分离式套建结构增层法[1]
分离式套建结构增层在原有结构的主要受力方向的两侧增设大截面的框架柱。新增结构层与原有结构是完全分离的，成为两个相互独立的结构体系。通过外套的框架柱将上部结构荷载传至基础且不影响原有结构的受力，荷载的传递途径简单明确。具有不影响原有结构功能使用的优点，但是也具有新增结构“上刚下柔”的缺点。
2.2 .2整体式套建结构增层法[2]
整体式套建结构增层法是在分离式套建结构增层法基础上进行结构优化的一种方法。通过在新增结构与原有结构之间增加弹性梁板连接或者钢筋混凝土梁连接，使得原有结构和新增结构具有协同变化的能力。既使新，旧结构相对位移自由，水平方向上的作用协同变化。增加了底层框架柱的刚度，进一步弱化“上刚下柔”所带来的影响，达到一个优化的效果。缺点在于地基沉降不均匀沉降容易造成整体式套建结构新旧结构连系梁结构的拉裂破坏。
2.3计算结果分析
由pkpm的计算的地震作用下的层间位移如下表所示：
根据表格可知：在X和Y向地震作用下，整体式套建结构的下3层结构的楼层位移要比分离式套建结构下3层结构的楼层位移要小，并且上新增的四层结构的楼层位移相差不大。整体式结构的下3层刚度比较大，而分离式结构相对于整体式结构来说较小。
3.结论
本文针对实际的工程实例给出了3种不同的增层设计方案。同时对分离式套建结构和整体式套建结构进行建模分析，得到了两点结论。
（1）从结构整体性分析，整体式套建增层方案要比分离式套建结构增层方案要更加的优越。
（2）地基沉降不均匀沉降容易造成整体式套建结构新旧结构连系梁的拉裂破坏。
参考文献：
[1]张春梅，赵根田.外套框架結构改造设计方案的合理选择，世界地震工程2007,23(2):96-101
[2]郑文忠,张昊宇.协同式套建增层框架时程分析及防倒塌措施[J].哈尔滨工业大学学报,2011,43(4):6-11