淺談工業(yè)建筑抽柱改造設計及施工技術

1、<p>　　淺談工業(yè)建筑抽柱改造設計及施工技術</p><p>　　【摘要】文章圍繞著工業(yè)建筑抽柱改造設計及施工技術問題，首先介紹了工業(yè)建筑托梁抽柱改造設計應遵循的原則及施工程序、注意事項等，其次結合一工程實例就改造設計、施工技術及質量控制等問題進行了分析。 </p><p>　　【關鍵詞】工業(yè)建筑；抽柱改造；設計；施工技術 </p><p>　　中圖分類

2、號：TU74文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　改造的工業(yè)建筑是既有建筑,具有穩(wěn)定的承載結構體系。改造將破壞既有傳力結構體系,通過新增結構構件再造承載結構體系。改造建筑現(xiàn)場空間有限,并受到工藝、設備的限制,再造結構體系的幾何尺寸、形狀必須適應環(huán)境建造,導致再造后的承載結構體系不能完全滿足新設計結構標準,是非標

3、準結構體系,包括結構形狀、尺寸與支座形式的非標準。改造建筑實施過程的形狀隨時間變化,最終改造產(chǎn)品是確定性結構體系,可以按現(xiàn)行設計規(guī)范設計。過程產(chǎn)品是時變性結構體系,必須按實施過程和時間,滿足《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》(GB 50068-2001)的規(guī)定,進行承載能力極限狀態(tài)設計和必要時的正常使用狀態(tài)驗算,其設計驗算結構按時間凍結法,將施工過程時變結構簡化為最危險的幾個狀態(tài)的典型結構。 </p><p>　　1

4、工業(yè)建筑托梁抽柱改造設計應遵循的原則 </p><p>　　托梁抽柱在廠房土建改造中技術較復雜、設計施工困難,對改造安全、質量、造價、工期影響較大,需遵循以下原則: </p><p>　?。?）在滿足有關規(guī)范標準和工藝要求的前提下,因地制宜、合理有效地盡可能利用現(xiàn)有土建結構,新老結構共同作用、協(xié)調受力。 </p><p>　?。?）充分考慮廠房改建的實際施工條件和工

5、期,在結構選型和布置時,盡量考慮有利于縮短施工周期和便于加工及實施的結構方案。 </p><p>　?。?）對于必須利用的原有結構,設計中充分考慮實際狀況、受力變化情況等方面,進行必要的結構檢查、鑒定和安全度復核,以采取合適的措施,有效保證結構的安全適用可靠性。強度和剛度不夠時需進行加固處理。 </p><p>　　（4）改造的最終目的要做到技術可靠、安全適用、經(jīng)濟合理、施工簡便和確保質量

6、。 </p><p>　　2托梁抽柱改造的施工程序及注意事項 </p><p>　?。?）加固工程專業(yè)性較強,所以托架制作、吊運和安裝由專業(yè)的安裝施工隊伍進行,并制定了穩(wěn)妥的施工方案,按國家《混凝土結構加固技術規(guī)范》(CECS25:90)和《鋼結構加固技術規(guī)范》(CECS77:96)實施。 </p><p>　?。?）做好拆改的準備工作和應急預案,研究施工過程對結構

7、的變形受力的相互影響,合理組織,使拆除與改造加固施工穿插進行,以免因拆除柱而改變原有結構的受力狀態(tài)與影響結構穩(wěn)定。 </p><p>　?。?）對各層應保留的混凝土梁、板、柱構件根據(jù)檢測報告要求確定是否進行防碳化處理。需進行防碳化處理的混凝土構件,在構件表面涂滲透型混凝土碳化保護劑,以防止混凝土保護層進一步碳化,保護鋼筋不被進一步銹蝕,有效期為20年。 </p><p>　?。?）在托梁抽

8、柱前,對原有屋蓋系統(tǒng)不需要的構件進行卸載。對屋面板及其擱置點、屋架及其端部、屋蓋支撐系統(tǒng)等進行全面檢查,檢查各連接點是否牢固,凡不符合要求者先加固連接點或增設臨時支撐,待加固完后再行拆除,以確保施工安全。 </p><p>　?。?）檢查屋面支撐情況,增設托架處屋面下弦支撐,以確保頂升時屋架的整體和局部穩(wěn)定。 </p><p>　?。?）托架支座處加大截面柱應待混凝土達到100%強度后,才

9、能將鋼托架安放到支撐鋼梁上,并固定支座。加固施工前必須現(xiàn)場核對被加固構件的實際外形和尺寸,復查受損情況以及確定好施工操作條件和安全措施,如有與設計圖紙不符的情況,應按實際尺寸調整。尺寸變化較大的,應及時通知設計方進行調整。施工中若發(fā)現(xiàn)原結構或相關工程隱蔽部位的構造有嚴重缺陷,如破損、嚴重裂縫、孔洞、主筋銹蝕、混凝土腐蝕等,應暫停施工,會同設計方采取有效措施處理后方可繼續(xù)施工。 </p><p>　　（7）按照結構

10、構件間傳力順序、受力主次關系反向拆除的原則,自上而下、先非結構構件后結構構件、先水平構件后豎向構件、先次要構件再主要構件,依次拆除應抽柱的負荷及下面各層的樓面結構,進行卸載。在拆除不需要的結構構件的準備工作時,應掌握結構構件的連接狀況、結構構件腐蝕受損現(xiàn)狀、結構構件變形現(xiàn)狀以及需保護的結構構件和范圍,不得超出圖紙給定的范圍。拆除施工時采取嚴格的施工措施,避免重敲重鑿,對應保留的結構構件予以妥善保護免其破壞受損;拆除時暴露的任何與圖紙不符

11、的情況應及時報請設計方處理,并對應保留的結構構件的任何損傷及時修補恢復。 </p><p>　?。?）安放千斤頂,利用千斤頂頂住托架支座。頂升時全部千斤頂應同步工作,同時向上頂緊,使托架完全就位,并反起拱3cm,然后拆除應抽柱,同時支座仍然上頂,保持頂緊,不得使托架支座產(chǎn)生向下位移。要求托架中間跨最大下沉量不大于起拱高度-3cm。 </p><p>　?。?）頂起屋架后,在拆柱安裝托架過程

12、中,應設置防止千斤頂回落的安全裝置。 </p><p>　?。?0）應采取增加臨時支撐等有效措施保證頂升后臨時支柱的側向穩(wěn)定,保證結構的安全。 </p><p>　?。?1）托架安裝完畢后,應對托架支撐柱進行沉降觀測。要求如下:沉降觀測按二級水準測量,在施工完成后測讀一次,以后每一個月一次,竣工后每一季度一次,竣工一年后每半年一次,直至沉降穩(wěn)定(穩(wěn)定標準為連續(xù)兩次半年沉降量不超過2mm)為

13、止。 </p><p>　　3 工業(yè)建筑抽柱改造設計案例分析 </p><p>　　某軋鋼廠房為兩跨不等高廠房,跨度均為21m。因產(chǎn)品生產(chǎn)工藝改進,需要將廠房東端中列第2根立柱抽掉(圖1),將現(xiàn)有的12 m通道改造為18 m通道,即托梁抽柱。 </p><p>　　圖1 軋鋼廠房平面局部示意/mm </p><p>　　3.1 抽柱后的18

14、m托架結構形式選擇 </p><p>　　現(xiàn)有12 m通道處,支撐屋架的為12 m鋼筋混凝土托架(圖2)。原12 m托架不能拆除,所以設計利用原12 m托架改造為18 m鋼筋混凝土與鋼結構組合托架(圖3)。 </p><p>　　圖2 丙01-03 12 m鋼筋混凝土托架/m </p><p>　　圖3 丙01-04 18 m鋼筋混凝土與鋼組合托架/m </p

15、><p>　　3.2 18 m鋼筋混凝土與鋼組合托架設計 </p><p>　　設計利用原12 m鋼筋混凝土托架,通過外包鋼的方式形成鋼筋混凝土與鋼組合18 m托架。18 m托架理論計算模型為鉸接桿系模型 (圖3)。但由于該改造結構為型鋼與原鋼筋混凝土結構組合,支座制作現(xiàn)場實施,由此帶來模型的不確定性,為控制由于模型不確定性帶來的巨大風險,其設計,采用最不利準則:設計模型=MAX{模型1,模型

16、2,……,模型i,……,模型n}。 </p><p>　　3.3工業(yè)建筑抽柱改造施工控制 </p><p>　　工業(yè)建筑抽柱改造按施工工藝過程,控制結構安全。 </p><p>　　3.3.1 施工過程 </p><p>　　(1)加固丙01線、丙04線立柱。 </p><p>　　(2)做施工不完整托架及03線屋架臨

17、時支桿(圖4)。 </p><p>　　圖4 制作不完整的18 m托架 </p><p>　　(3)截丙03上柱,完善托架,成帶臨時支桿托架(圖5)。 </p><p>　　圖5 帶支桿的18 m托架 </p><p>　　(4)卸載拆除臨時支桿,18 m托架承受荷載(圖6)。 </p><p>　　(5)拆除吊車梁后

18、截丙03下柱。 </p><p>　　(6)安裝18 m鋼吊車梁。 </p><p>　　圖6 承載的18 m托架 </p><p>　　3.3.2 施工過程設計 </p><p>　　施工過程設計計算模型如圖7。采用前述設計施工方法,該項目施工完成后實測18 m托架最大變形2 mm,小于理論值5.9 mm,達到鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范要求

19、。一年來的使用表明,該工業(yè)建筑抽柱改造效果較好。 </p><p>　　圖7 施工過程計算模型 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　工業(yè)建筑抽柱改造是集設計與施工一體的工程技術,需要從最終建筑產(chǎn)品設計和施工過程設計兩個角度進行控制。在利用原有結構的基礎上,選擇可行的設計、施工方案。 </p><

20、;p>　　工業(yè)建筑抽柱改造施工過程是時變結構,選擇最不利的結構狀態(tài)、最不利荷載組合控制;工業(yè)建筑抽柱改造最終建筑產(chǎn)品設計,考慮現(xiàn)場制作的非標準支座類型,選擇最大荷載效應的結構模型分析。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]周鐵軍,張月淳,王雪松.保持生產(chǎn)功能的工業(yè)建筑改造初探[J].重慶建筑大學學報. 2004(06) &