CN106013837A - 既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法与结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及楼面结构体系新增载荷改造技术，具体是既有楼面与钢构支撑复合增大承载力的方法与结构体系。包括以下步骤：⑴分别计算既有楼面结构的立柱、横梁及纵梁的承载能力；⑵分别计算既有钢构中的横钢梁、纵钢梁及支座的承载能力；⑶分别计算既有楼面与钢构系统施加的载荷；⑷计算既有楼面与钢构共同施加的载荷；⑸将钢构中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁及横梁上方构成钢构楼面复合支撑结构；(6)根据上述（1）、（2）、（3）、（4）的计算结果，确定（5）中纵钢梁与纵梁、横钢梁与横梁之间的连接方式和纵钢梁、横钢梁及其支座几何尺寸、使用材料。
Description
技术领域
本发明涉及楼面结构体系新增载荷改造技术，具体是既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法与结构体系。
背景技术
目前，楼市发展已经到了一定阶段，去库存已经纳入国策。因此，既有建筑的内部空间使用功能的变化和改造必将成为今后一定时期的常态。依据工程结构的特点，既有结构的楼面载荷增大的改造工程将会成为普遍现象，其既有框架、框剪等结构楼面增大承载能力的改造、加固与新技术方法是新常态中急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种增加既有楼面承载能力，来满足其新增载荷要求的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法与结构体系。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，包括以下步骤：
⑴分别计算既有楼面结构的立柱、横梁及纵梁的承载能力；
⑵分别计算既有钢构中的横钢梁、纵钢梁及支座的承载能力；
⑶分别计算既有楼面与钢构系统施加的载荷；
⑷计算既有楼面与钢构共同施加的载荷；
⑸将钢构中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁及横梁上方构成钢构楼面复合支撑结构；
(6)根据上述(1)、(2)、(3)、(4)的计算结果，确定(5)中纵钢梁与纵梁、横钢梁与横梁之间的连接方式和纵钢梁、横钢梁及其支座几何尺寸、使用材料。
钢构中纵钢梁、横钢梁分别固定在既有楼面的纵梁和横梁之上，支座固定在纵钢梁和纵梁、横钢梁和横梁之间，通过设置支座的位置来提高楼面承载力，使既有楼面结构与钢构支撑体系构成复合结构能够承载楼面与钢构共同施加的载荷。
钢构中纵钢梁、横钢梁组成的支撑系统能够单独承载钢构，则钢构的横钢梁固定在既有楼面的横梁上，纵钢梁固定在横钢梁上，支座固定在横钢梁和横梁之间，通过设置支座的位置来提高横梁承载力。
既有楼面结构的横梁承载力能够满足楼面新增载荷要求，则钢构中纵钢梁固定在既有楼面的纵梁上，支座固定在纵钢梁和纵梁之间，通过设置支座的位置来提高纵梁承载力。
纵梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵梁与纵钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合纵梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁的端部，另外两个支座到纵梁端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
横梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁与横钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合横梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。
既有楼面的纵梁与横梁不足以承载钢构载荷，则纵梁与纵钢梁、横梁与横钢梁之间分别设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，纵钢梁、横钢梁下的支座分别到纵梁或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，纵钢梁、横钢梁下的两个支座分别位于纵梁或横梁的端部，纵钢梁、横钢梁新的另外两个支座分别到纵梁或横梁端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，钢构支撑中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁及横梁上，共同构成支撑钢构和楼面上载荷的复合结构。
①既有楼面的纵梁及横梁的承载能力不足以承载楼面与钢构共同施加的载荷，则钢构支撑体系中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面的纵梁及横梁上，共同构成支撑钢构和楼面载荷的复合结构；②当钢构中纵钢梁、横钢梁组成的支撑系统能够单独承载钢构，则钢构的横钢梁固定在既有楼面的横梁上，纵钢梁固定在横钢梁上，支座固定在横钢梁和横梁之间，共同构成复合横梁；③当既有楼面结构的横梁承载力能够满足钢构设置，则钢构中纵钢梁固定在既有楼面的纵梁上，支座固定在纵钢梁和纵梁之间，共同构成复合纵梁。
既有楼面的纵梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵钢梁与纵梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合纵梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁的端部，另外两个支座到纵梁端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
既有楼面的横梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横钢梁与横梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合横梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。
既有楼面的纵梁与横梁均不足以承载钢构载荷，则纵梁与纵钢梁、横梁与横钢梁之间分别设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，纵钢梁、横钢梁下的支座分别到纵梁或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，纵钢梁、横钢梁新的两个支座分别位于纵梁或横梁的端部，另外两个支座到纵梁或横梁端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：钢纵、横梁作为新支撑，承担复合楼面板及其上部载荷，通过在纵梁或横梁上安装支座来减小钢纵梁或钢横梁的截面尺寸，达到尽可能减少材料用量，同时，通过支座位置的调整来减少既有结构屋面的纵梁或横梁中挠度、弯矩等力学参数，使其增大承载力，进而，新型钢楼面与既有楼面结构通过其间的支座等措施形成的钢结构组合体系共同作用，达到支撑楼面所有载荷的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图一。
图2是本发明的结构示意图二。
具体实施方式
既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，包括以下步骤：
⑴分别计算既有楼面结构的立柱、横梁4及纵梁1的承载能力；
⑵分别计算钢构支撑中的纵钢梁2、横钢梁5及支座3的承载能力；
⑶分别计算既有楼面与钢构系统施加的载荷；
⑷计算既有楼面与钢构共同施加的载荷；
⑸将钢构支撑中的纵钢梁2及横钢梁5对应固定于既有楼面结构的纵梁1及横梁4上方构成钢构楼面复合支撑结构；
(6)根据上述(1)、(2)、(3)、(4)的计算结果，确定(5)中纵钢梁2与纵梁1、横钢梁5与横梁4之间的连接方式和纵钢梁2、横钢梁5及其支座3几何尺寸、使用材料。
既有楼面结构与钢构支撑体系构成复合结构的承载能力能够承载楼面与钢构共同施加的载荷，则钢构支撑中的纵钢梁2及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁1及横梁4上，共同构成支撑钢构和楼面的复合结构。
钢构中纵钢梁2、横钢梁5组成的支撑系统能够单独承载新增载荷，则钢构的横钢梁5固定在既有楼面的横梁4上，纵钢梁2固定在横钢梁5上，支座3固定在横钢梁5和横梁4之间，通过设置支座3的位置来提高横梁4承载力。
既有楼面结构的横梁4承载力能够满足新增载荷，则钢构中纵钢梁2固定在既有楼面的纵梁1上，支座3固定在纵钢梁2和纵梁1之间，通过设置支座3的位置来提高纵梁1承载力。
钢构中纵钢梁2、横钢梁5分别固定在既有楼面的纵梁1和横梁4之上，支座3固定在纵钢梁2和纵梁1、横钢梁5和横梁4之间，通过设置支座3的位置来提高楼面承载力。
纵梁1不足以承载新增载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵梁1与纵钢梁2之间设N个固定支座3构成钢构楼面复合纵梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座3到纵梁1端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座3位于纵梁1的端部，另外两个支座3到纵梁1端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
横梁4不足以承载新增载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁4与横钢梁5之间设N个固定支座3构成钢构楼面复合横梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座3到横梁4端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座3位于横梁4的端部，另外两个支座3到横梁4端部的距离为a，L为横梁的跨度。
既有楼面的纵梁1与横梁4均不足以承载新增载荷，则纵梁1与纵钢梁2、横梁4与横钢梁5之间分别设N个固定支座3构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁1或横梁4端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座3位于纵梁1或横梁4的端部，另外两个支座3到纵梁1或横梁4端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，钢构支撑中的纵钢梁2及横钢梁5对应固定于既有楼面结构的纵梁1及横梁4上，共同构成支撑钢构和楼面的复合结构。
①既有楼面的横梁4及纵梁1的承载能力不能够承载楼面与钢构共同施加的载荷，则钢构支撑体系中的纵钢梁2及横钢梁5对应固定于既有楼面的纵梁1及横梁4上，共同构成支撑钢构和楼面的复合结构；②当钢构中纵钢梁2、横钢梁5组成的支撑系统能够单独承载钢构，则钢构的横钢梁5固定在既有楼面的横梁4上，纵钢梁2固定在横钢梁5上，支座3固定在横钢梁5和横梁4之间，共同构成复合横梁；③当既有楼面结构的横梁4承载力能够满足钢构设置，则钢构中纵钢梁2固定在既有楼面的纵梁1上，支座3固定在纵钢梁2和纵梁1之间，共同构成复合纵梁。
如图1所示，既有楼面的纵梁不足以承载新增载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵梁与纵钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁的端部，另外两个支座到纵梁端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
如图2所示，既有楼面的横梁不足以承载新增载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁与横钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。
既有楼面的纵梁与横梁均不足以承载钢构载荷，则纵梁与纵钢梁、横梁与横钢梁之间分别设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁或横梁的端部，另外两个支座到纵梁或横梁端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
Claims (12)
1.既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，包括以下步骤：
⑴分别计算既有楼面结构的立柱、横梁及纵梁的承载能力；
⑵分别计算既有钢构中的横钢梁、纵钢梁及支座的承载能力；
⑶分别计算既有楼面与钢构系统施加的载荷；
⑷计算既有楼面与钢构共同施加的载荷；
⑸将钢构中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁及横梁上方构成钢构楼面复合支撑结构；
(6)根据上述(1)、(2)、(3)、(4)的计算结果，确定(5)中纵钢梁与纵梁、横钢梁与横梁之间的连接方式和纵钢梁、横钢梁及其支座几何尺寸、使用材料。
2.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：钢构中纵钢梁、横钢梁分别固定在既有楼面的纵梁和横梁之上，支座固定在纵钢梁和纵梁、横钢梁和横梁之间，通过设置支座的位置来提高楼面承载力，使既有楼面结构与钢构支撑体系构成复合结构能够承载楼面与钢构共同施加的载荷。
3.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：钢构中纵钢梁、横钢梁组成的支撑系统能够单独承载钢构，则钢构的横钢梁固定在既有楼面的横梁上，纵钢梁固定在横钢梁上，支座固定在横钢梁和横梁之间，通过设置支座的位置来提高横梁承载力。
4.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：既有楼面结构的横梁承载力能够满足楼面新增载荷要求，则钢构中纵钢梁固定在既有楼面的纵梁上，支座固定在纵钢梁和纵梁之间，通过设置支座的位置来提高纵梁承载力。
5.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：纵梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵梁与纵钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合纵梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁的端部，另外两个支座到纵梁端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
6.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：横梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁与横钢梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合横梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。
7.根据权利要求1所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法，其特征在于：既有楼面的纵梁与横梁不足以承载钢构载荷，则纵梁与纵钢梁、横梁与横钢梁之间分别设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，纵钢梁、横钢梁下的支座分别到纵梁或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，纵钢梁、横钢梁下的两个支座分别位于纵梁或横梁的端部，纵钢梁、横钢梁新的另外两个支座分别到纵梁或横梁端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
8.既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，其特征在于：钢构支撑中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面结构的纵梁及横梁上，共同构成支撑钢构和楼面上载荷的复合结构。
9.根据权利要求8所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，其特征在于：①既有楼面的纵梁及横梁的承载能力不足以承载楼面与钢构共同施加的载荷，则钢构支撑体系中的纵钢梁及横钢梁对应固定于既有楼面的纵梁及横梁上，共同构成支撑钢构和楼面载荷的复合结构；②当钢构中纵钢梁、横钢梁组成的支撑系统能够单独承载钢构，则钢构的横钢梁固定在既有楼面的横梁上，纵钢梁固定在横钢梁上，支座固定在横钢梁和横梁之间，共同构成复合横梁；③当既有楼面结构的横梁承载力能够满足钢构设置，则钢构中纵钢梁固定在既有楼面的纵梁上，支座固定在纵钢梁和纵梁之间，共同构成复合纵梁。
10.根据权利要求8所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，其特征在于：既有楼面的纵梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则纵钢梁与纵梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合纵梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到纵梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于纵梁的端部，另外两个支座到纵梁端部的距离为a，L为纵梁的跨度。
11.根据权利要求8所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，其特征在于：既有楼面的横梁不足以承载钢构载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横钢梁与横梁之间设N个固定支座构成钢构楼面复合横梁，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为横梁的跨度；
当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。
12.根据权利要求8所述的既有楼面与钢构支撑复合增大承载力方法的结构体系，其特征在于：既有楼面的纵梁与横梁均不足以承载钢构载荷，则纵梁与纵钢梁、横梁与横钢梁之间分别设N个固定支座构成钢构楼面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；
当N＝2时，纵钢梁、横钢梁下的支座分别到纵梁或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为钢构荷载，L为纵梁或横梁的跨度；
当N＝4时，纵钢梁、横钢梁新的两个支座分别位于纵梁或横梁的端部，另外两个支座到纵梁或横梁端部的距离为a，L为纵梁或横梁的跨度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Guan Xicai Inventor after: Liu Fuming Inventor after: Tan Jianling Inventor after: Xing Zhi Inventor after: Zhang Yuling Inventor after: Sun Haiyu Inventor after: Fan Long Inventor after: Wan Liyang Inventor after: Zhang Chuang Inventor before: Guan Xicai |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |