壁 堕 — — 一
一 种 新 型 钢 支 撑 框 架 在 高 层 楼 宇 改 建 中 的 应 用
赵 俊 钊 杜 晓晖 谭欣 诚 高 永 勇
上海建工四建集团有限公司 上海 201103
摘要：介绍位于上海市区的一栋既有高层楼宇改建项目中的一项新工艺，即在楼宇改建过程中应用了一种支撑和框架
不在同一平面的新型支撑框架。为深入研究该框架一新型支撑结构的结构性能，建立了该结构的有限元计算模型，并对
其动力特性、侧向变形和整体稳定性进行了分析。分析表明，该框架一新型支撑结构的刚度适宜，能满足侧向变形和整
体稳定性要求。
关键词：楼宇改建；新型支撑框架；动力特性；侧向变形；整体稳定
中图分类号：TU756 文献标志码：A DOI：10．14144／j．cnki．jzsg．2017．1 1．014
A New Kind of Steel Braced Frame Applied to
High-。Rise Building Reconstruction
ZHAO Junzhao DU Xiaohui TAN Xincheng GAO Yongyong
Shanghai Construction No．4(Group)Co．，Ltd．，Shanghai 201103，China
1 工 程 概 况
位于上海市静安区的某高层楼宇改建项 目，拟 由钢筋
混凝土框架一剪力墙结构改建成钢框架一中心支撑结构⋯，
其塔楼部分的改建流程为：拆除部分老结构一建立部分新
结构一拆除剩余老结构一补齐剩余新结构。
1)第l阶段为拆除部分老结构。
2)第2阶段为建立部分新结构。在第2阶段，新建部分
钢结构和剩余老结构同时存在且相互独立 ，故要求二者在
空间上不碰撞且均为能承受外荷载的稳定体系 (图1)。为
避免柱间支撑与老结构剪力墙碰撞 ，将④轴上的柱间中心
支撑外移850 mm，支撑和钢柱之间通过牛腿相连，形成支
撑与框架柱不在同一平面的新型支撑框架结构 (图2)。
回第1阶段拆除范围
圈1拆除范围及新建钢柱平面示意
3)第3阶段和第4阶段分别为拆除剩余老结构和补齐剩
余新结构并拆除第2阶段临时支撑 。
为保证该钢框架一新型支撑结构的安全，本文将建立
61圄 2017．11·Building Construction
图2 新型支撑位置平面示意
该结构有限元计算模型 (图3、图4)，并对其动力特性 、
风荷载作用下的位移及整体稳定性进行分析 。 。
2 计 算模 型
2．1 有限元模型
在包含钢柱、钢梁、钢牛腿和钢支撑在内的有限元计
算模型中，柱 、梁和牛腿等采用考虑弯曲、剪切、扭转和
轴向变形的粱单元模拟，支撑采用杆单元模拟。
2．2 荷载取值
1)重力荷载：除自重外，结构还承担周边封闭脚手架
自重及脚手架上施工荷载作用。
2)风荷载 ：该钢框架一新型支撑结构为施工过程临
时状态，取10年重现期基本风压进行计算，透风系数取
0 R
蒸 坚垡! 丰土 壹 ： 二 堑 塑塞 堡 壅高层楼宇改建中的应用
新型支 (1临时支
图3 钢框架一新型支撑结构 图4 钢框架一新型支撑结构
三维模型 有限元模型
3 动 力特 性 分 析
动力特性分析 ‘是运用有限元法对结构进行离散，建
系统特 征值问题的数学模型，j{j近似方法求解 系统的固
有频率和崮有振型矢量的过程 。结构动力特性在一定程度
上反映结构刚度的大小I 7l。
钢框架一新型支撑结构前2阶振型为 向振动，第3阶振
型为x向振动。一般情况下，高层钢结构建筑基本 自振周期
可根据建筑总层数近似按式 (1)计算 I：
T =(0．10～0．15)n (1)
式中：n——建筑总层数。
本项 目包含地 下室 (地 下 l层 )在 内，结构 总层数
n=22，按式 (1)计算得到基本 自振周期范围为2_2～3-3 s。
有限元模型计算结果为r，，=2．214 s，在此范围内，表明该结
构刚度适宜。
4 侧 向 变 形 分 析
风荷载作用下，钢框架一新型支撑结构x向和
一种新型钢支撑框架在高层楼宇改建中的应用（论文）.pdf
