专利名称：：一种建筑施工过程中结构卸载的方法
技术领域：
：本发明涉及一种建筑施工过程中结构卸载的方法。
背景技术：
：在既有建筑或施工中的建筑中，由于业主改变建筑使用功能需要增加结构荷载或扩大柱网尺寸；或由于自然因素致使建筑物受损，使结构承载能力降低;或由于施工中各种原因导致结构承载能力不足时，往往都需要对结构构件进行加固处理。在结构加固工程中，由于加固所针对的对象是已建设完成的建筑结构，因此，结构在加固前必然处于受力状态，由于结构存在的初始荷载使结构构件产生初始应力或初始变形，该结构构件的初始应力的高低或初始变形的程度是否消除或消除的程度如何，将直接影响到结构的加固效果。在《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2006)中，强调了在"验算结构构件承载力时，应考虑原结构在加固时的实际受力状况，包括加固部分应变滞后的特点，以及加固部分与原结构共同工作程度"。因此，在加固前对结构进行卸载是保证结构安全的重要措施。在新建工程中，还经常出现需要在已完成的结构上进行后续的施工，如在屋面采用钢结构时，通常需要在己完成的楼面上搭设支撑系统来支撑钢结构拼装时的自重及施工荷载，如果搭设的支撑系统所传递的施工荷载超出楼面的承载能力，就需要卸除部分荷载以保证结构的施工阶段的安全。现有技术在施工过程中一般采用满堂架顶撑系统或千斤顶多点顶撑系统。这两种体系对构件卸载的过程及卸载的程度都难以控制；当在多层建筑中需要卸除竖向荷载时，由于荷载的逐层传递作用，为了达到安全的卸载要求，需要上下逐层对正设立支撑系统，从而使施工中所需要的支撑数量巨大，大量占据施工的工作面，对后续的施工带来巨大的施工难度。与此同时，目前的卸载技术中，不能实现后续施工完成后逐步加载的要求。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种从需卸载结构上方施加一拉力抵消需卸载结构竖向荷载的建筑施工过程中结构卸载的方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种建筑施工过程中结构卸载的方法，包括下述步骤a、确定支撑结构和需卸载结构，支撑结构高度应高于需卸载结构；b、计算需卸载结构的竖向荷载，计算位于支撑结构的卸载加力上吊点、位于需卸载结构的下吊点处构件受力强度，根据计算结果确定并安装下吊点、上吊点，下吊点低于上吊点且下吊点与上吊点一一对应；c、选用吊索规格能承受步骤b中计算的受力要求，通过吊索连接下吊点、上吊点，并将吊索与吊索加力系统连接，且设置有监控吊索受力大小的监控装置；d、通过加力系统对吊索施力，根据监控装置检测，在吊索受力与需卸载结构的竖向荷载相匹配时固定，此时可进行后续施工过程；e、在后续施工完成后分步松索加载并拆除吊索、下吊点、上吊点。对结构构件进行卸载即是对原结构或构件沿竖向荷载受力方向的反向施加一个力，这个力能减小结构构件中由于竖向荷载所产生的内力，使结构构件在低应力状态下进行加固，达到加固部分与原结构部分共同工作、协调变形的状态。本发明与传统建筑方法中采用的施加一从下向上的支撑力的方式不同，是通过从需卸载结构上方施加一向上的拉力抵消需卸载结构的竖向压力，达到卸载的目的。吊索力的加力系统根据索体的不同以及吊索力的大小，可以选择液压加力系统或其它的机械装置系统，加力装置在安装使用前，必须认真检査装置的完好程度，装置的空载运行状况。在对吊索加力时，必须遵照缓慢，均匀，平稳，对称分级的原则。当采用多台加力装置共同作用时，更要互相呼应，协调一致，分级同步进行。必要时，应对加力系统在较小荷载范围内进行预加力试验。由于吊索卸载及重新加载过程是一个系统工程，其硬件部分除了吊索加力系统外，还设置有监控装置，监控装置由监测设备，信息传输设备组成。在卸载或加载过程中，监控装置及时测读数据，及时反馈，通过测试数据与计算数据的对比，控制和协调吊索力的变化，以达到预期的最佳状态。所用的监控装置设备类型有很多，可以根据不同的条件加以采用，对吊索力的监控，通常采用荷载传感器监控，索体应变式监控，及振动频率式监控等，监测设备的布置与安装考虑周围环境对测试仪器的影响，一般不布置安装在太阳暴晒、雨淋、磁场干扰、振动影响大的地方，同时也要考虑仪器连线走向方便，易与保护，并便于测读等因素。对于被卸载的结构构件本体，可以采用应变仪，百分表，位移计或其他一些仪器来测量结构构件的内力及结构构件的变形和位移。为保证施工安全，所述下吊点、上吊点的安全系数》1.5，吊索的安全系数>1。为减小上吊点、下吊点构件的轴向受力，所述吊索力的作用线与水平面的夹角e的范围为45°《e《90°。但若因支撑结构高度或安装地形等因素影响，在保证拉索及上、下吊点受力强度足够的情况下，0值可适当减小。所述卸载过程可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成。即卸载过程是可以通过监控装置和吊索加力系统随时控制的，根据施工控制需要或各工程构件受力要求，在卸载加载过程中可以分步对需卸载的竖向荷载进行控制，如需卸载的竖向荷载为5吨，可通过控制分步每次卸载1吨直至满足施工需要。所述下吊点与其对应的上吊点均可设置多个，下吊点设置在需卸载结构支撑的构件上和/或对需卸载结构支撑的构件施加有荷载的构件上。在多层或是对需卸载结构有其他施加荷载的建筑结构上，可以通过卸除对需卸载结构施加有压力的构件的竖向荷载，同样起到卸除需卸载结构竖向荷载的目的。所述后续施工完成后，按照控制的要求将所卸除的荷载重新施加到霈卸载结构，加载过程亦可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成。综上，本发明的有益效果是1、本发明采用向需卸载结构施加一向上的拉力抵消需卸载结构的竖向荷载，提供一种建筑施工过程中新的卸载的方法，且可不设置或仅设置少量的地面支撑构件。2、卸载过程是可以通过监控装置和吊索加力系统随时控制的，根据施工控制需要或各工程构件受力要求，在卸载过程中可以分步对需卸载的竖向荷载进行控制。3、通过计算设置不同的上、下吊点，可对多层建筑在改造、加固建筑中进行卸载，解决了现有技术难以用于多层建筑结构的不足。4、在卸载以及后续工作完成后，可以利用既有的监控装置和吊索加力系统将原卸除的荷载重新分步加载之所需卸载的结构上。5、对施工中需要替代支撑来减少楼面施工荷载时，本发明同样适用；本发明在施工过程中不需采用支撑结构，所用材料远少于现有卸载系统，具有明显的经济效果。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。图l是本发明的工艺流程图2是本发明实施例改造楼层11.3m层平面布置图3是本发明实施例改造楼层16.lm层平面布置图图4是本发明实施例吊索布置结构示意图；图5是图3中上吊点与支撑结构连接关系的放大示意图；图6是图3中下吊点与支撑结构连接关系实施例1(索头布置在梁下方)的放大示意图7是图3中下吊点与支撑结构连接关系实施例2(索头布置在梁上方)的放大示意图8是本发明实施例3的结构示意图。图中标记及相应构件名称1-上吊点，2-下吊点，3-吊索，4-待拔柱，5-上吊点支撑钢梁，6-钢斜撑，7-支撑砼柱，8-螺栓，9-锚具，10-槽钢组合梁，11-原混凝土柱，12-原混凝土梁，13-转接装置，14-需卸载柱，15-梁底粘钢板，16-原设计门框支柱，17-新增门框支柱，18-门过梁。具体实施例方式实施例1:参见图1至图7所不，为本发明卸载、加载方法的在楼层改造中的应用。某综合办公楼，由于楼层使用功能改变的需要，需将三层标高11.3m以下的待拔柱4拆除(如图2所示)，标高16.1m以下的拔柱4拆除(如图3所示)，去除二层部分梁、板，使楼层大厅部分形成无柱空间。待拔柱4拆除后梁的跨度增至最大为15.4米，原有的结构受力体系有了较大的改变，在拆除待拔柱4前要对相应的梁或其他柱进行加固处理。本实施例的特点是拔柱的层数多(3层)，拔柱的数量多(四根共ll段)，给卸载施工增加了很大难度，在许多方面是没有先例的。本实施例选择该需改造办公楼旁一高于该办公楼的主楼作为支撑结构，该办公楼即为需卸载结构，通过计算办公楼的竖向荷载，位于主楼的卸载加力上吊点、位于办公楼的下吊点处构件受力强度，根据计算结果确定并安装下吊点、上吊点，下吊点低于上吊点且下吊点与上吊点一一对应。下吊点、上吊点的安全系数》1.5，选用吊索规格能承受上述步骤中计算的受力要求，吊索、吊具的安全系数》1，通过吊索连接下吊点、上吊点，并将吊索与吊索加力系统连接(安装结果如图4所示)，且设置有监控吊索受力大小的监控装置，吊索力的作用线与水平面的夹角为45°±5°，此后通过加力系统对吊索施力，根据监控装置检测，在吊索施力与需卸载结构的竖向荷载匹配时固定吊索，此时可进行后续施工过程，即对待拔柱进行拆除，在待拔柱拆除完成后，通过对楼层加固，待加固后结构能承受已卸除的竖直荷载时、再将原卸除的荷载重新施加到加固后的结构上，加载过程可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成，随后可拆除吊索及上下吊点。本实施例卸载过程可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成，且分别于办公楼的二楼、三楼、四楼设置有下吊点，并在主楼上经计算确定的相应位置设有上吊点，根据结构构件的类型，卸载水平的高低，卸载吊索的材料情况，上、下吊点型式的选择也很多，如后锚固组装式吊点、构件开孔穿入吊点、抱箍型吊点、捆绑式吊点以及其它组合式吊点，可根据卸载吊索的布置来灵活选择。本实施例采用了组合式钢吊点(参见图5至图7所示)，将槽钢组合梁固定于下吊点原混凝土柱或梁处形成一加固钢架，上吊点则将上吊点支撑钢梁通过钢斜撑和螺栓将钢梁固定于支撑砼柱上，然后将锚具固定于加固钢架上并通过吊索对上、下吊点进行连接，安装吊点时，应保证吊点力的作用线是在设计或方案规定的范围内。同时，对吊点必须有各种有效的防吊索滑移，变形的措施。系统安装完成并经过技术及安全检查确定无误后，即可利用机具对吊索加力，使吊索的卸载拉力通过下吊点传递到需卸载结构构件，从而实现对结构构件的初始应力卸载。以及对加固后结构的重新加载。实施例2:如图7所示，本工程在其中一下吊点设置时也遇到问题，该轴柱截面不规则且为多边形，而且在吊点处有一根斜梁使得吊索无法通过，因此将吊点的位置从梁的下口转换到板面上，在设置吊点时用钢梁把柱截面修正，再利用转接装置将上、下组合梁进行连接，成功的解决了这一问题。本实施例其他各设置与实施例l相同。实施例3:如图8所示，某公司大电机房抽柱改造加固工程，其改造部位为大电机房大门。门洞宽度由原8000ram改为lOOOOmm;每边均扩宽lOOOmm，还不能降低门过梁18的梁底标高，而且，在施工期间原门洞因车间不能停产，随时需要使用。由于新改造后的门洞跨度较大，其梁中上部支撑有一钢柱，为增加门洞的长期使用安全性，本方案特别增加预应力斜拉杆对门梁进行卸载加固。施工情况分别在柱顶和门过梁跨中约三分之一处设置钢垫板连接。用预应力斜拉杆分别斜拉以卸除门过梁上由上部钢柱产生的部分荷载。预应力斜拉杆采用①32mm精轧螺纹钢筋，用千斤顶进行张拉，油表张拉控制力。斜拉杆施工完成后，待梁底粘钢板15和新增门框立柱浇筑完成并达到100%强度后，开始拆除大门原设计门框立柱及周边墙体。拆除顺序应由上至下进行，所有拆除至设计标高。该工程吊杆系统的安装与卸载仅用时一天。本实施例如采用现有满堂钢管架支撑卸载系统或千斤顶卸载系统施工，由于需搭建支撑结构，施工必然复杂且在施工过程中，原门洞不能正常使用，导致车间不能正常运行而造成损失，而采用本发明施工方法能有效的解决该问题。本发明在建工程项目的结构改造加固中应用吊索卸载系统来进行结构构件初始应力卸载,具有施工便捷，取材容易，对施工机械及施工人员无特殊要求。特别是施工用料省，现场布置简捷，极少占用施工平面与空间，对环境保护基本无影响。同传统地结构下支撑卸载系统相比，吊索系统所用材料费用要减少40%至60%，综合费用可降低一半以上。在即有建筑物的改造加固中，应用吊索卸载系统来进行结构构件初始应力卸载，一般可作到对生活活动影响小，生产活动不停顿。在给业主的生产生活带来便利的同时，也给施工单位带来良好的社会效益。在本实施例及与本实施例类似的多层施工过程中，当在多层建筑中需要卸除竖向荷载时，由于荷载的逐层传递作用，满堂架顶撑系统或千斤顶多点顶撑系统为了达到安全的卸载要求，需要上下逐层对正设立支撑系统，从而使施工中所需要的支撑数量巨大，大量占据施工的工作面，对后续的施工带来巨大的施工难度；而且不能实现后续施工完成后逐步加载的要求。本发明的施工方法则可完全解决多层建筑中需要卸除竖向荷载的问题，从施工安全及施工难度相对于现有方法都得到了极大的改进。下面结合本发明卸载方法与满堂钢管架支撑卸载系统的经济效益比较进一步说明本发明的进步效果。表1吊索系统与满堂钢管架支撑卸载系统的经济效益比较<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>经分析比较，本发明的卸载方法容易实现设计要求，在技术方面优于对比方案，材料用量远少于对比方案，施工费用仅为对比方案的49%;而满堂钢管架支撑卸载系统满足设计要求有困难，在技术方面与对比方案有较大的差距，材料用量远大于对比方案，施工费用为对比方案的204%。因此，本发明在施工方法上及施工费用上都具有极大的进步。权利要求1、一种建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，包括下述步骤a、确定支撑结构和需卸载结构，支撑结构高度应高于需卸载结构；b、计算需卸载结构的竖向荷载，计算位于支撑结构的卸载加力上吊点、位于需卸载结构的下吊点处构件受力强度，根据计算结果确定并安装下吊点、上吊点，下吊点低于上吊点且下吊点与上吊点一一对应；c、选用吊索规格能承受步骤b中计算的受力要求，通过吊索连接下吊点、上吊点，并将吊索与吊索加力系统连接，且设置有监控吊索受力大小的监控装置；d、通过加力系统对吊索施力，根据监控装置检测，在吊索受力与需卸载结构的竖向荷载匹配时固定，此时可进行后续施工过程；e、在后续施工完成后分步松索加载并拆除吊索、下吊点、上吊点。2、根据权利要求1所述的建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，所述下吊点、上吊点的安全系数^1.5，吊索的安全系数》1。3、根据权利要求2所述的建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，所述吊索力的作用线与水平面的夹角e的范围为45°《P《90°。4、根据权利要求1至3任意一项所述的建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，所述卸载过程可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成。5、根据权利要求4所述的建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，所述下吊点与其对应的上吊点均设置多个，下吊点设置在需卸载结构支撑的构件上和/或对需卸载结构支撑的构件施加有荷载的构件上。6、根据权利要求4所述的建筑施工过程中结构卸载的方法，其特征在于，所述后续施工完成后，按照控制的要求将所卸除的荷载施加到需卸载结构，加载过程可通过监控装置和吊索加力系统分步逐渐完成。全文摘要本发明公开了一种建筑施工过程中卸载、加载的方法。本发明采用向需卸载结构施加一向上的拉力抵消需卸载结构的竖向压力，且加载、卸载过程是可以通过监控装置和吊索加力系统随时控制的，根据施工控制需要或各工程构件受力要求，在卸载加载过程中可以分步对需卸载或加载的竖向荷载进行控制，解决了现有技术在卸载过程不可控制、难以适用于多层建筑结构、需要支撑数量多、对后续施工影响大、不能实现加载过程的控制等不足。本发明不但可用于混凝土结构，还可用于其他类型的结构，如钢结构建筑、木结构建筑、以及其他组合类型建筑等。文档编号E04G23/00GK101122178SQ200710049330公开日2008年2月13日申请日期2007年6月19日优先权日2007年6月19日发明者唐则军,瀑张,邓典达,江陈,陈晓帆,陶继勇,鲁兆红申请人:四川省建科工程技术公司