加层加高改造分离式短柱加高

某单层车库工程加层、加高中，加层比较了三种形式结合式、分离式与部分分离和结合方案；加高比较了门式刚架和短柱刚接、柱顶铰接二个方案，确定了采用分离式和短柱钢接的方案。　

加层加高改造分离式短柱加高

　　充分利用现有结构空间加层、加高，是目前改造中常见的一种方法。某车库为一层排架结构，跨度18ｍ，高4.5ｍ，平面为18×23.5ｍ，屋面为钢梁、夹芯钢板，独立基础-1.6ｍ，地基承载力120kpa.该工程在基础和柱子将近施工完成时，使用单位对4.5m高的车库提出增加一定高度的要求，以便增加一层空间的使用面积，底层仍作为车库之用。因此需要对原有结构进行加层、加高改造。

　　１.加层加高的思路

　　单层车库4.5ｍ在加层改造中，考虑汽车库净空高度≥2.2ｍ，因此把加层楼盖高度考虑楼盖梁的占有空间后定为2.65ｍ；对上部净高1.85ｍ，为了满足使用要求，增高1ｍ为2.85ｍ.但由于车位布置需要，加层楼盖柱网与原结构柱网5ｍ和3.5ｍ部位，有不少柱网错位，见图1，因此加层楼盖既要考虑与原有结构的相互关系，又要考虑加高短柱与原柱和屋面构件的有效连接。

　　2.加层楼盖

　　对单层排架内部空间利用的加层，与原有结构的关系，一般可采用结合式方案，部分结合、部分分离和分离式三种加层方案见图1。

　　2.1结合式加层方案

　　将加层楼盖的四周边梁与原结构边柱穿筋植入相连，四周加层部分为砖柱支承在原柱基础上，采用植筋连接，无原柱基础处新设构造柱和基础，使加层楼盖与原有结构结合在一起共同工作，既增强了原单层排架的支撑作用，有可增加原有结构外墙的稳定性，见图1a。

　　但由于排架结构与砖混结构组成一体，其刚度、弹性模量及沉降均不同，因此，结合方案并不是理想的改造方案。

　　2.2部分结合、部分分离加层方案

　　加层楼盖四角部分的一侧与原有结构柱植筋，相连结合在一起，其他周边部分不设梁只在新加底层砌体墙端和原墙相交处，另设构造柱稳定墙体，并承担加层楼盖由梁板传来的荷载：周边所设的构造柱钢筋锚入地梁内；而楼梯间仍按框架设计，见图1b。

　　这种加层方案，形成了原有排架结构，加层砖混结构和楼梯间的框架结构的多种不同系统组成了一种混合结构体系，在地震作用下，由于刚度不同，变形不同，弹性模量不同和沉降不同，而发生不协调，且构造柱也不能考虑作为新加楼盖的承重柱，更不能靠构造柱抵抗地震侧力，新加楼盖周边不设边梁封闭使边跨楼板一边悬臂，不但会使悬臂板边缘挠度增大，而且周边不能与楼盖结合产生整体刚度；总之，易引起不良后果，因此，这种部分结合部分分离的结构也是不妥的。

　　2.3分离式加层方案

　　分离式加层就是将原单层车库排架与加层砖混楼盖完全脱开的方案，只在基础部分有的与原结构基础相遇而采用植筋相连。加层楼盖下砖体承重时内外均设构造柱，并对四角的构造柱予以加强形成独立结构体系。因为在少数基础部分存在互相影响，对于原结构不相遇的基础适当加大，以减少与原有结构的沉降差，见图1c。

　　由于分离式加层方案，与原有结构互相影响不大，加层时可采用此方案。

　　３.短柱增高

　　原结构柱虽仅增高1ｍ，但要考虑增高短柱与原柱和屋盖结构的连接，为此比较了门式刚架与原柱铰接，钢筋混凝土短柱与原柱刚接并与钢梁铰接两种不同方案，见图2。

　　单层排架增高部分采用门式刚架与原柱顶铰接，见图2ａ，经计算，门式刚架铰支连接处的水平剪力较大，易引起连接处破坏，对原有结构受力不利。

　　3.2钢梁与刚接的短柱铰接

　　柱子接长时，采用钢筋混凝土短柱通过植筋与原柱形成整体刚接的方法；屋面钢梁与短柱铰接，原柱配12φ18，但由于短柱弯矩小而改为配8φ20；并在植入时，为了避开原有的钢筋位置，可在距原有筋2d位置处设置，见图3。

　　短柱顶预埋与屋面钢梁的连接锚固螺栓形成铰接，并考虑将钢梁轴力线或与柱轴线内偏50mm，可有利于平衡侧向位移，在钢梁与短柱铰接处设键槽，和连接长圆孔钢板，可在地震时当钢梁克服摩擦力后，在孔中左右位移吸收部分地震效应，减少地震对与原排架的影响，见图4。此方案对增高受力较有利。

　　通过上述方案分析比较，确定加层采用分离式方案，增高采用短柱刚接，和与钢梁铰接的方案。

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