建筑物的加层改造概述：
目前，鉴于我国人多地少，城市建设用地日趋紧张的现状，高层建筑迅速发展，在高度、体形及综合功能性上，逐渐追求更高、更复杂、更强。许多已有的低层建筑面积已经不能满足社会生产发展的需要。对于既有建筑，为增加建筑高度，提高建筑物使用面积，拆除重建显然不切实际，因此，建筑物的加层改造研究与应用范围逐渐广泛：（1)由过去仅对单层建筑物进行加层发展到对多高层建筑物的加层；（2)由过去仅对体型简单的建筑结构进行加层发展到对体型复杂的高层建筑结构的加层；（3)由对一般民用建筑的加层发展到对大型工业建筑的加层：（4)由对既有房屋的加层发展到在新建房屋施工过程中因使用功能改变或甲方要求而出现的加层；（5)由过去仅对室外加层发展到对室内的加层；（6)由过去仅对地上建筑的加层发展到对地下建筑的加层；（7)由过去仅对砖混结构、框架结构加层发展到对轻钢结构的加层。
高层建筑的加层改造具有以下优势：（1)通过建筑物的加层，缓解了城市化建设大规模扩张与土地资源短缺的矛盾，增加了建筑物使用面积，提高了土地利用效率，满足了人们不断发展的生产、生活的需要；（2)节省了因建筑物拆除、垃圾运输和土地征用而产生的费用，节约投资，降低工程造价，提高了经济效益；（3)施工周期短，与新建同样规模的工程相比，建设周期可缩短50%甚至更多；（4)提高既有建筑物的抗震性能，改善了结构的受力条件。
建筑加层改造方法
1.直接加层法
直接加层法是指不改变原有建筑的平面布置和结构承重体系，直接在原结构上新加楼层的方法。此种方法后加部分的结构类型、材料种类等既可以与原结构相同，也可以与原结构不同。该方法对原有结构的影响较小，加层施工时原结构仍能继续使用，且其施工周期短，工程造价低。当原结构及其基础承载力、变形等性能满足加层需要，或经加固处理后能够满足加层需要的建筑时，可以使用此种方法。值得注意的是，该方法新增楼层数不宜超过三层。
2.加固加层法
加固加层法是指在进行建筑加层之前，先对原有结构进行加固处理的方法。当原有建筑承载力不足，需要对基础、框架柱及承重墙进行加固处理时通常采用该方法，其增加的层数以不超过三层为宜。
3.改变荷载传递加层法
建筑物因使用功能变化而需要改变建筑平面布置，或原有建筑基础及其承重结构体系不满足加层后承载力要求时，常常采用改变荷载传递加层法。此种方法适用于原房屋墙体结构有承载潜力，增设部分墙体、柱子或经局部加固处理，即可满足加层要求的建筑，加高的层数不宜超过三层。
4.外套结构加层法
外套结构加层法是指在原结构外部增设框-剪或框架等外套结构，加层增加的荷载通过外套结构传递给基础的方法。此种方法通过外套结构，使已建建筑主体与加层结构之间不存在承重关系，避免了因新增楼层荷载传递到已建建筑主体上而产生的不利影响。该种方法适用于结构使用功能改变、原地基基础及结构承重体系因加层而导致承载力不足，要求加层施工不能影响既有部分正常使用的建筑。
直接加层法：
（1） 基本条件:
①不改变结构承重体系和平面布局；②仅加一层，且经过数年原承重结构与地基的承载力和变形能满足加层的要求，或经过加固处理后，可直接加层；③当地的抗震设防烈度仅为6 度，或无抗震设防要求。
（2）设计要求：
①地基承载力计算。原房屋经过长期使用，未出现任何异常现象，计算时可将原地基承载力适当提高，满足要求时可直接加层；②地基承载力不足时，可加大原基础底面积；③原屋面板作为加层后的楼面板使用时，应验算承载力和变形，当不能满足要求时应采取加固措施；④楼梯间及楼梯设计符合要求；⑤其他结构及构件加固应符合规范要求。
房屋加层改造的优点：
1、在旧房屋上加层属于旧房改造与周围建筑物的间距可维持现状，在占地面积不变的情况下，增加该区域的建筑密度，不影响该区域正常的生活环境，深受周围居民及房屋管理部门的欢迎。
2、在增层改造的过程中，通过合理调整原建筑的平面和立面格局，扩建原有水、暖、电等配套设备，达到调整使用、美化环境的要求，以满足小康住宅标准；
3、建设周期短、投资小、见效快，对于缓解建房速度跟不上日益增长的需求量具有十分重要的作用。
城市化发展进程中，部分老旧建筑的使用功能与当下的使用需求不再契合，为实现房屋功能的拓展、可利用空间的扩大，建设单位通常会采用在建筑上加层改造的方法节约重建成本，同时也可节约建设土地资源。加层改造技术具有显著的经济性特征，因而成为旧有建筑改造中应用率较高的技术之一。该技术不仅可减少施工材料、省略旧有房屋的拆迁，也有利于生产及居住条件的优化，可促进城区改造进程。
加层改造的对象和可行性分析：
加层改造的对象增层改造的目的主要是节约投资，短期收效。在选择改造对象时，更应着重于其安全设计，凡满足下列条件的房屋可进行改造：
1、经综合技术经济分析，增层改造房屋的造价低于新建房屋造价；
2、3～4层砖混结构或混合结构房屋；
3、房屋结构状态良好，未因基础不均匀下沉、地震和其他人为因素引起裂缝；
4、增层改造后房高、进深加大，应基本满足房屋对日照的需求(但对房屋间距的要求根据实际情况可适当比新建筑物要求放宽)。
增层改造项目在进行实施前首先要根据以上条件进行专业技术分析和经济技术分析，并根据分析结果确定是否进行相关加层改造。
上部结构设计：
1、直接增层方案
(1)一般刚性砖混结构(上下部均为砖混结构)。在对地基基础及墙体强度进行复核验算并满足抗震设防要求后，可采用普通粘土砖或砌块、轻质高强材料(如泰柏板等)来加砌新的上部墙体。当个别墙段或基础强度不足时，可先进行局部加固处理。增层的承重体系可在原承重墙体上加层，也可采用与体系相反的承重体系，即原房屋为横墙承重体系，增层部分为纵墙承重体系；原房屋为纵墙承重体系，增层为横墙承重体系。但必须在刚性方案或抗震要求的间距内布置上下连贯的刚性横墙。
(2)多层全框架结构。当增层部分仍采用框架时，上下框架柱应对齐，将原结构框架柱顶凿开，接长钢筋后再浇筑增层部分0的框架柱混凝土。在新旧结构交接处，亦即原屋面高度处宜现浇截面较高的转换梁，以确保新旧结构在加层处有可靠的传递，并增强节点的抵抗能力。对老框架强度的验算，除了考虑增层后增加的垂直荷载外，还要考虑房屋加高后，由于水平荷载增加而使侧移加大的影响。必要时可设剪力墙，控制侧移的影响，相对地提高框架的承载能力。
(3)多层内框架结构。增层部分的结构布置与下层结构相同，内框架钢筋混凝土中柱梁、砖壁柱设置至顶。根据抗震要求，层层设置钢筋混凝土圈梁，房屋四大角设抗震柱，新加层抗震纵横墙采用普通砖或砌体。加层的可行性取决于原钢筋混凝土内柱及带有壁柱的砖砌体的承载能力以及补强加固的可能性。
(4)底层全框架结构。上部加层部分一般采用刚性砖混结构，由于上部加层而增加了底层框架的垂直荷载和水平荷载。对于经过复核验算不能满足加层强度及抗震要求时，可采用(口)形钢架与原框架梁柱形成组合梁柱进行加固(此方案适合于非地震区使用)。
(5)下部砖混、上部框架结构方案。这种类型主要是为了减小增层荷载，在旧房屋上部分采用填充轻质墙形成的框架结构体系。采用这种方案时上部框架柱应有可靠的锚固或支承，通常应结合对旧房加固，宜对旧房设构造柱，使其与加层中的框架形成整体，从而使框架梁柱落地，构造柱应尽可能伸入既有建筑物室外地面下500mm，或锚入基础圈梁内，以避免上部框架柱未落地，而只是在旧楼层圈梁上连接，造成锚固不可靠的后果。
(6)下部刚性方案、上部为弹性或刚弹性方案的砖混结构。此类建筑主要用于增设一个较大空间的会议室等。由于此类建筑的抗震性能差，不宜在地震区修建。在非地震区，应考虑新加纵墙有足够的承受横向风荷载的能力。此类房屋在增层时，应从外墙底部起，在室外侧沿房高增设扶壁砖柱，用以增强加层部分墙体抵抗横向水平力的能力，扶壁砖柱的断面应满足加层部分窗间墙的强度和稳定性要求。或加层部分增设钢筋混凝土柱列与旧墙体增设的构造柱相连。
2、外套结构增层方案
当在既有建筑物上增加的层数比较多、增加的荷载较大，而原建筑的宽度不大于15m、高度在15m以下且不适于采用直接增层方案时，可采用外套结构增层方案。外套结构可以解决直接增层不能解决的以下问题：a、增层以后的层数、高度可不受《建筑抗震设计规范》对砌体房屋层数和总高度的限制，而放宽到多层或高层钢筋混凝土房屋的适用层数和高度；b、不受原平面设计及结构类型限制，可按新的使用功能要求，重新进行设计；c、可以改善建筑立面，解决新旧部分不协调、不统一的问题，消除外形上简单的加固痕迹。
外套框架可分为两大类：a、外套框架与旧建筑物完全脱开，外套框架底层柱很高，中间无水平支点，称为长腿柱外套框架；b、外套框架与旧建筑物连在一起，在外套框架各层柱中间有水平支点，称为短腿柱外套框架。
地基基础设计：
地基承载力的确定是加层设计中至关重要的问题，其大小决定增加层数和上部结构方案的选择，所以首先应该弄清既有房屋现在的地基承载力。一般认为旧有房屋的地基承载力在既有房屋荷载作用下，地基固结，产生压密效应而得到提高。根据经验，一般情况下可比原始承载力提高10%～50%。在设计中一般取20%～30%。这种土的压密过程与基础压力的大小、基础宽度、房屋建成的时间、土体本身的性质及渗透性、排水条件等有关。当房屋建造时间太长、原始资料不全、难于确定原有房屋的原始承载力时，也可以通过原位测试或取样化验，按与新建筑物相同的方法确定其承载力。根据经验确定由恒载引起的地基沉降量：对于低压缩性粘土，一般在施工期间已完成50%～80%；中等压缩性粘土为30%～50%；高压缩性粘土为10%～30%。砂土地基的沉降量一般在施工期间已基本完成，故建成8年以上的建筑都可认为地基承载力得到提高，在实际工程中最好在基底下1m范围内取土样化验土的允许承载力和压缩模量。
房屋增层改造涉及面广，形式多样，且原建筑物建造时间长、变化多、情况复杂，要做到适用、经济、快捷难度很大，因此设计前要广泛收集资料、现场调查，认真分析资料，确定合理的建筑方案和结构方案。
案例分析：《框架结构房屋顶部轻钢加层施工的关键技术》
1、案例概述：某建筑始建于20 世纪80 年代，属于钢筋混凝土框架结构建筑，楼高共4 层。底层高为4.2 m，为营业场所；2~4 层每层高均为3 m，属于办公区。本建筑的基础是钢筋混凝土独立基础结构，内、外隔墙均利用加气混凝土块作为砌筑墙体，工程建筑地属于7 度抗震设防区。为拓展建筑功能，应在原有结构不变的基础上加建1 层，以满足建筑单位的会议召开以及娱乐活动举办等应用需求。
2、加层技术方案分析：通过承载力验算分析发现，若采用钢筋混凝土结构作为加层建筑的主体结构，旧有建筑的地基及部分框架柱难以承载钢筋混凝土结构的重量，而若以钢结构形式作为加层建设材料，则可满足其承载力要求，不必对旧有建筑结构进行二次加固。
3、关键技术：
门式刚架柱脚节点的连接设计：直接钻孔连接法（图1）及柱主筋直接连接法（图2）
4、轻钢结构加层施工中旧有建筑的防护措施：除旧有建筑的连接结构时，需在拆除的同时做好防护，对未拆除的各管线接口采取良好的保护措施，水落口及通风口等无法移动的结构应采用特殊方法防护。拆除施工中应尽量消除噪声，做好扬尘控制，尽可能选用静态破碎法或人工剔凿法降低施工噪声，不可采用风镐或大锤进行楼板、柱或女儿墙拆除，以免混凝土楼板被振动破坏。可利用无振动钻施工，以免破坏建筑结构，施工中还应做好支护加固，确保按照改造施工技术规范开展加固施工。