专利名称：一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法
技术领域：
本发明涉及一种由钢管柱或钢管砼柱、H形钢梁和压型钢板砼组合楼板组成的框架结构型式中，当框架柱垂直度偏差超过规范限值较多时，对其进行纠偏处理的方法。
背景技术：
由钢管柱(或钢管砼柱)、H形钢梁和压型钢板砼组合楼板组成的框架结构型式，以其自重轻、柱网大、材料省、施工装拆方便、节省エ期和投资等特点，广受业主青睐，广泛应用于办公楼、展示中心、科技研发中心、大型エ业实验室等公共建筑中。这种结构可以是单层，也可以是多层；可以单跨，也可以多跨。其梁柱节点和柱脚一般做成刚接。但在实际工程中往往因构件制作偏差、现场放线测量或安装有误，或因地基或施工因素使基础产生微小转角等原因，致使结构安装完毕，发现柱垂直度偏差超过现行《钢结构工程施工质量验 收规范》GB50205或《钢管砼工程施工质量验收规范》GB50628有关< H/1000 (H为柱高)的限值要求。当超限较多时，工程上往往需对框架柱进行纠偏处理。国内，钢框架梁柱节点大多采用全焊或栓焊连接。常用的纠偏处理方法有两种<方法一 > :结合图1，将柱脚底板14以下原有细石5全找平层6( —般厚度50mm左右)凿除，松开地脚螺栓7。结合图2，在柱顶横梁I底支起临时支撑，再将柱顶横梁I上下翼缘剖ロ焊3及腹板连接板16割开。在偏斜的钢管柱2 (或钢管砼柱)的柱顶临时绑上绳索，将钢管柱2 (或钢管砼柱)扶正，柱垂直度经仪器校验后，在柱脚底面临时固定柱的位置。梁长或割或接后再在柱顶横梁I的连接处重新施焊复原(此时，如图2所示的原梁腹板与柱高强螺栓连接4可在更换连接板后改为如图3所示的贴角焊5)。最后在柱脚底板14以下重新后浇细石砼找平层6。采用本方法纠正后如图4所示。<方法ニ > :结合图5,将柱脚底板14以下原有细石5全找平层6( —般厚度50mm左右)凿除，松开地脚螺栓7。在偏斜的钢管柱2 (或钢管砼柱)的柱顶横梁I底支起临时支撑，梁柱全焊或栓焊连接不动。在柱顶以下焊エ便于施焊作业的范围内，切除一段柱，切ロ垂直于略有倾斜的柱身，移去。将切除后钢管柱2 (或钢管砼柱)的下段柱扶正，柱垂直度经仪器校验后，在柱脚底面临时固定柱的位置。实测空档尺寸后，加工嵌入一个特制钢垫块8。特制钢垫块8由上下钢板和立板焊接而成。垫块下表面呈水平，与扶正后的下段柱中心线正交；垫块上表面呈倾斜，与原倾斜的上段柱中心线正交。特制钢垫块8的高度与切割移去段柱身基本一致，留出安装间隙2mm，其截面尺寸每侧内退柱外轮廓线5mm，最后特制钢垫块8上下面与上下段柱身环向施贴角焊5。上述两种方法纠偏方法存在以下缺点<方法一 > :要凿除柱脚底板以下的细石砼找平层，可能损伤地脚螺栓或影响地脚螺栓与砼基础的锚固カ；横梁上下翼缘剖ロ焊二次复原要高空作业(至少一半要仰焊)，施焊质量较难保证，恰恰此处又是梁柱受カ最大处。<方法ニ > :要凿除柱脚底板以下的细石砼找平层，可能损伤地脚螺栓或影响地脚螺栓与砼基础的锚固カ；虽不要高空进行剖ロ焊作业，但为便于施焊，钢垫块替换位置不可能离柱顶较远，此处柱身截面同时受弯矩、剪カ和轴力作用，而垫块上下表面与上下段柱身之间的贴角焊缝为水平环缝，与柱轴カ方向垂直，受カ不利；上下段柱中心线不重合而有偏角，受カ也不利；钢垫块与钢管砼柱身材料不同，局部刚度有突变。最不理想的是钢垫块与钢柱外观不一，虽在高空，也多少影响美观，挑剔的建筑师或业主很难接受。
发明内容
本发明的目的是提供ー种使得纠偏作业在力学性能和视觉要求两个方面都可满足要求的纠偏方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于步骤I、在需要进行纠偏的钢管柱或钢管砼柱上，自柱顶横梁底部以下距离Dl处 水平切开，再将钢管柱或钢管砼柱的柱脚自底板面切开，将切下的柱段移开，留下与柱顶横梁固定连接的残留柱顶段；步骤2、制作新柱身段及套管结构，套管结构的整体高度不大于距离D1，新柱身段的高度小于切下的柱段的高度，其中，套管结构包括横截面形状与所述钢管柱或所述钢管砼柱相同的套管，在套管的内壁上均布有至少六道竖槽，在套管的底部固定转接板，转接板大小要完全盖住套管且在套管外侧留出施焊位置；步骤3、在原底板的地脚螺栓内侧范围内新焊钢板，作为新柱底板；步骤4、将套管结构中的套管向上插入残留柱顶段后将套管与残留柱顶段之间临时固定，将新柱身段放置在新柱底板上后就位校正，随后将新柱身段临时固定；步骤5、去除套管与残留柱顶段之间的临时固定措施，使得套管结构下落直至套管结构的转接板座在新柱身段的顶部，其中，距离D1、套管结构的整体高度及新柱身段的高度应满足使得转接板座在新柱身段的顶部后，转接板位于吊顶设计位置的上方；步骤6、分别将转接板与新柱身段的顶部之间及新柱身段的底部与新柱底板之间焊接固定，然后将套管内壁上的竖槽处进行套管与残留柱顶段之间的现场塞焊。优选地，在所述新柱身段的两端内分别布置一块加劲板，在所述新柱身段的中部布置两块加劲板。优选地，所述加劲板的安装方法为将所述新柱身段在中间切成两节，在每节两端内插入深度D2处分别焊接ー块所述加劲板，最后将两节柱段对接焊成整根。优选地，在所述步骤4中，将所述套管向上插入所述残留柱顶段直至所述转ー接板碰触到所述残留柱顶段的底部，所述套管与所述残留柱顶段之间通过点焊进行临时固定。优选地，所述转接板与所述新柱身段的顶部之间及所述新柱身段的底部与所述新柱底板之间分别进行剖ロ焊。优选地，所述套管的内壁与所述残留柱顶段外缘之间留有2mm的间隙。优选地，所述套管的长度D8为200mm，所述残留柱顶段的底部与所述柱顶横梁底部之间的距离Dl为250mm。优选地，所述竖槽的宽度D4为6mm，所述竖槽的深度D5为自所述套管的顶起向下125mm0在本发明的纠偏方法中，套管结构有ー个上送回落的过程，上送的目的是为新柱身段留出了足够的就位安装空间，使得新柱身段能够顺利得送至残留柱顶段的下方，回落的目的是为实现套管与残留柱顶段底部以及套管底部的转接板与新柱身段顶部的有效焊接，确保柱内力的可靠传递乃至纠偏结构的整体安全。本发明的优点是它既保证纠偏后结构的安全性且施工方便，又可保证纠偏替换的钢管柱与原框架柱在外观、形状和截面尺寸上完全一致，不留丝毫纠偏“痕迹”，满足建筑设计的视觉要求。
图I为方法一中纠偏前的倾斜柱示意；图2为梁柱栓焊示意图； 图3为梁柱全焊示意图；图4为采用方法一的纠正后示意图；图5为采用方法ニ的纠正后示意图；图6为实施例中的新柱身段示意图；图7为套管结构的俯视图；图8为图7中的1-1向剖视图；图9为本实施例中的纠偏过程示意图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。为阐述方便，在以下实施例中暂假定拟纠偏框架为单层单跨，框架柱采用Φ350X8钢管，柱高10. 775m，框架梁采用300X250X8X 16H型钢，梁跨6m，梁顶柱顶标高均为+10. 500m。梁柱采用栓焊连接，柱底采用外露式柱脚，由8M30地脚螺栓锚于钢筋砼独立基础之内。柱脚底板采用700 X 700 X 25钢板，底板底面标高-O. 300m。其他框架，即使层数、层高、跨数、跨度和各构件的型式尺寸不同，但做法一祥，可以类推。具体实施步骤如下第一歩、制作新柱身段17 :结合图6，采用材质为Q345B，尺寸为Φ350Χ8，总长10. IOOm的卷板钢管，不灌砼。将卷板钢管在中间切成两节，在每节两端向内深入距离D2处分别焊加劲板9。距离D2以方便焊エ施焊为度，取值范围可取为200-250mm，在本实施例中取为200mm。两节柱段在エ厂完成对接焊，焊接部位尽量打磨平整，运至施工现场，作为新柱身段17备用。第二步、制作套管结构结合图7及图8，采用材质为Q345B，尺寸为Φ370Χ8，管长D8为200mm的卷板钢管制得套管11。再采用厚度D3为25mm的正八角形钢板作为转接板12。将转接板12上面与套管11之间进行剖ロ焊，焊缝高度为8mm。再在套管11的内壁上沿圆周均布割开6道竖槽13，竖槽13的槽ロ宽D4为6mm，自套管11的顶起向下深度D5为 125mm。第三歩、结合图9，在需纠偏的钢管柱2或钢管砼柱上，自柱顶横梁I以下距离Dl处水平切开，距离Dl = 250mm，柱脚自原底板14面切开，将切下的柱段移开，留下与柱顶横梁I固定连接的残留柱顶段，最后将残留柱顶段的下表面打磨平整。第四步、柱脚切割后，将原底板14尽量打磨平整，在原底板14地脚螺栓内侧范围内新焊直径为450mm、厚度D6为25mm的圆形钢板，作为新柱身段底板15，该新柱身段底板15与原底板14之间要求剖ロ焊，焊缝高度为8mm。第五步、将套管11向上插入残留柱顶段，直至残留柱顶段的底部碰到转接板12，套管11内壁与残留柱顶段外缘之间留有2mm间隙，将套管11上端与残留柱顶段之间点焊，临时固定。将新柱身段17提起，顺地坪斜向滑行至起吊位置上送，再回落碰及新柱身段底板15。待新柱身段17就位校正后，临时固定新柱身段17的位置。切割套管11上端的点焊处，套管11回落距离D7，在本实施例中，距离D7为75mm左右，直到转接板12碰及新柱身段17的顶部。将转接板12与新柱身段17的顶部之间剖ロ焊，焊缝高度为8mm。再将新柱身段17的柱底与新柱身段底板15之间剖ロ焊，焊缝高度为8mm(新柱身段底板15上的加劲板做法參见原设计)。然后将套管11面上的6道竖槽13处进行现场塞焊，焊缝高度为 6mm。经上述处理后，转接板12及其上的套管11全部隐藏在房屋的吊顶之内。由上可见，由于采用了本发明特殊设计的套管结构纠偏，既保证了替换后新柱身段17与残留柱顶段连接可靠，力学性能符合安全性要求，施工方便可行；又确保纠偏后的柱在外观形状和截面尺寸与原设计完全一祥，不留丝毫纠偏的“痕迹”，满足业主与建筑师的审美要求。
权利要求
1.一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于步骤为 步骤I、在需要进行纠偏的钢管柱或钢管砼柱(2)上，自柱顶横梁(I)底部以下距离Dl处水平切开，再将钢管柱或钢管砼柱(2)的柱脚自底板(14)面切开，将切下的柱段移开，留下与柱顶横梁(I)固定连接的残留柱顶段； 步骤2、制作新柱身段(17)及套管结构，套管结构的整体高度小于距离D1，新柱身段(17)的高度小于切下柱段的高度，其中，套管结构包括横截面形状与所述钢管柱或所述钢管砼柱⑵相同的套管(11)，在套管(11)的内壁上均布有至少六道竖槽(13)，在套管(11)的底部固定转接板(12)，转接板(12)大小要完全盖住套管(11)且在套管(11)外侧留出施焊位置； 步骤3、在原底板(14)的地脚螺栓(7)内侧范围内新焊钢板，作为新柱底板(15)； 步骤4、将套管结构中的套管(11)向上插入残留柱顶段后将套管(11)与残留柱顶段之间点焊临时固定，将新柱身段(17)放置在新柱底板上后就位校正，随后将新柱身段(17)临时固定； 步骤5、去除套管(11)与残留柱顶段之间的临时固定措施，使得套管结构下落直至套管结构的转接板(12)座在新柱身段(17)的顶部，其中，距离D1、套管结构的整体高度及新柱身段(17)的高度应满足使得转接板(12)座在新柱身段(17)的顶部后，转接板(12)位于吊顶设计位置的上方； 步骤6、分别将转接板(12)与新柱身段(17)的顶部之间及新柱身段(17)的底部与新柱底板(15)之间焊接固定，然后将套管(11)内壁上的竖槽(13)处进行套管(11)与残留柱顶段之间的现场塞焊。
2.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于在所述新柱身段(17)的两端内分别布置一块加劲板(9)，在所述新柱身段(17)的中部布置两块加劲板(9)。
3.如权利要求2所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于所述加劲板(9)的安装方法为将所述新柱身段(17)在中间切成两节，在每节两端内插入深度D2处分别焊接一块所述加劲板(9)，最后将两节对接焊成整根。
4.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于在所述步骤4中，将所述套管(11)向上插入所述残留柱顶段直至所述转接板(12)碰触到所述残留柱顶段的底部，所述套管(11)与所述残留柱顶段之间通过点焊进行临时固定。
5.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于所述转接板(12)与所述新柱身段(17)的顶部之间及所述新柱身段(17)的底部与所述新柱底板(15)之间分别进行剖口焊。
6.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于所述套管(11)的内壁与所述残留柱顶段外缘之间留有2mm的间隙。
7.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于所述套管(11)的长度D8为200mm，所述残留柱顶段的底部与所述柱顶横梁(I)底部之间的距离Dl 为 250mm。
8.如权利要求I所述的一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于所述竖槽(13)的宽度D4为6mm，所述竖槽(13)的深度D5为自所述套管(11)的顶起向下125mm。
全文摘要
本发明提供了一种钢管柱或钢管砼柱的纠偏处理方法，其特征在于步骤为经切割移去待纠偏旧柱后，将一个特制的下部带转接板的套管结构上插到接近柱顶横梁底部柱切割处残留的旧柱头上，点焊临时固定。在原柱脚底板上地脚螺栓范围内，剖口焊一块新底板。再将替换用的新柱就位、扶正及校验垂直度后，将柱底临时固定。割开套管结构连在旧柱头上的点焊处，该结构自重下落至其底部转接处碰到新替换柱顶。套管结构面上预先割开的竖槽进行现场塞焊。将新柱底部与新底板剖口焊。本发明既保证纠偏后结构的安全性且施工方便，又可保证纠偏替换的钢管柱与原框架柱在外观、形状和截面尺寸上完全一致，不留丝毫纠偏“痕迹”，满足建筑设计的视觉要求。
文档编号E04G21/00GK102704682SQ20121023249
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日
发明者戴冠民 申请人:中国海诚工程科技股份有限公司