对既有框架结构进行抽柱改造的方法
【专利摘要】本发明公开了一种对既有框架结构进行抽柱改造的方法，包括如下步骤：加固拟拆除柱的相邻柱，并在梁柱节点处设置钢绞线；在拟拆除柱所在层及拟拆除柱上一层的梁之间设置X型型钢撑杆；浇注混凝土，在柱增大截面部位混凝土强度达到预定强度之后张拉钢绞线；养护预定期限后拆除拟拆除柱。本发明不需要对原结构框架梁进行加固，显著减少对既有框架结构抽柱改造的施工量；设置型的钢撑杆能够有效的提高结构的抗震性能和吸收耗能能力，施工方便。采用体外预应力技术施工更加简便，传力路线更加明确。体外预应力可以抵消桁架部分传递下来的水平荷载，防止与抽柱相邻主梁被拉裂。
【专利说明】
对既有框架结构进行抽柱改造的方法
技术领域
[0001] 本发明属于建筑工程改造加固领域，特别是一种利用体外预应力和桁架转换技术 对既有框架结构进行抽柱改造的新型方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市的发展，一些老建筑的开间和进深较小，难以满足现代商业经营对建筑 空间的要求，这些建筑常因功能改变而需要抽除部分框架柱体进行空间扩展。
[0003] 现在采用比较多的加固方法是对拆除柱的所在层以及上一层的两层梁进行加大 截面，并在层间设置X型的钢筋混凝土撑杆。采用上述加固方法需要在施工现场设置较多模 板、支架，并且要进行斜向钢筋锚固、混凝土浇捣，混凝土浇筑量很大，施工较为繁琐;而且， 钢筋混凝土桁架也是一种偏于脆性破坏的结构，延性较差，其节点构造复杂、钢筋太密，导 致混凝土浇捣难以密实、应力集中严重。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对既有框架结构进行抽柱改 造的方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种对既有框架结构进行抽柱改造的 方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤1、加固拟拆除柱的相邻柱，并在梁柱节点处设置钢绞线；
[0007] 步骤2、在拟拆除柱所在层及拟拆除柱上一层的梁之间设置X型型钢撑杆；
[0008] 步骤3、浇注混凝土，在柱增大截面部位混凝土强度达到预定强度之后张拉钢绞 线；
[0009] 步骤4、养护预定期限后拆除拟拆除柱。
[0010]优选的，所述钢绞线为无粘结钢绞线，在柱加固浇筑之前预埋在新增截面的混凝 土中，设计线形为直线型。
[0011]优选的，相邻柱的加固方法为增大截面法，加固部位为柱底至拟拆除柱所在层的 梁顶所在高度。
[0012] 优选的，所述X型型钢撑杆为两根长度为原框架结构两柱之间的对角线长度的HW 型钢，将其中一根从跨中部位截断，并将所得两根钢杆焊接在另一根完整的钢杆上形成X 型。
[0013] 优选的，以重量份数计，所述混凝土包括如下组分:水泥380-420，中砂500-700，玻 璃纤维15-25，水180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20-40，减水增效剂3-5。
[0014]优选的，减水增效剂的结构式为：
[0016] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0017] -种对既有框架结构进行抽柱改造的方法，包括如下步骤：
[0018]步骤1、预应力最小张拉力预估；
[0019] 其中，qi表示拆除柱子上一层主梁所受的荷载设计值、q2 表示拆除柱子相邻主梁所受的荷载设计值、L表示拆除柱子相邻主梁合起来的跨度、In表示 拆除柱子上一层的层高。
[0020] 步骤2、对拟拆除柱的相邻柱进行增大截面处理，加固部位为柱底至拟拆除柱所在 层的梁顶所在高度，并于浇筑之前在两柱间的梁柱节点新增混凝土部位预埋无粘结钢绞 线；
[0021] 步骤3、在拟拆除柱所在层与上一层的梁间设置HW型钢焊接形成的X型撑杆:将两 根长度为原框架结构两柱之间的对角线长度的HW型钢，其中一根从跨中部位截断，并将所 得两根钢杆通过连接板焊接在另一根完整的钢杆上形成X型，X型撑杆与原框架的连接方式 为湿法包钢焊接；
[0022]步骤4、浇筑混凝土，待柱增大截面部位混凝土强度达到预定强度之后进行钢绞线 张拉，张拉方式为两端同步张拉；
[0023]步骤5、待新增混凝土截面养护预设时间后对拟拆除柱进行拆除。
[0024]本发明相比现有技术有如下优点：本发明不需要对原结构框架梁进行加固，显著 减少对既有框架结构抽柱改造的施工量;型钢撑杆的设置能够有效的提高结构的抗震性能 和吸收耗能能力，施工方便。采用体外预应力技术施工更加简便，传力路线更加明确。体外 预应力可以抵消桁架部分传递下来的水平荷载，防止与抽柱相邻主梁被拉裂。
【附图说明】
[0025]图1是本发明中预应力张拉力预估计算模型图。
[0026]图2是本发明的立面图。
[0027]图3是沿图1中A-A方向的俯视图。
[0028]图4是本发明X型钢杆焊接示意图。
[0029] 图5是本发明X钢杆与框架连接示意图。
【具体实施方式】
[0030] 如图1所示，本发明提供了一种结合体外预应力和桁架转换技术对既有框架结构 进行抽柱改造的新型方法，在设计阶段因根据抽柱后结构的内力变化，设计出合理的X型型 钢撑杆的截面和预应力钢绞线的配置，使抽柱所在层和上一层框架梁的原有配筋满足抽柱 后框架梁的设计弯矩;根据内力计算值设计连接板厚度、焊脚高度及焊缝长度，并进行截面 焊缝验算，对抽柱所在层的相邻柱进行加大截面设计。
[0031] 结合附图对本发明的【具体实施方式】说明如下：
[0032] 改造方法的步骤包括：
[0033] (1):对拟拆除柱的相邻柱2进行增大截面处理（四面围套），加固部位为柱底至拟 拆除柱所在层的梁1顶所在高度，并于浇筑之前在两柱间的梁柱节点新增混凝土部位预埋 无粘结钢绞线3。
[0034] (2):在拟拆除柱所在层与上一层的梁间设置HW型钢焊接形成的X型撑杆，具体做 法为:将两根长度为原框架结构两柱之间的对角线长度的HW型钢，其中一根从跨中部位截 断，并将所得两根钢杆通过连接板焊接在另一根完整的钢杆上形成X型;X型撑杆4与原框架 的连接方式为湿法包钢焊接。
[0035] (3):浇筑混凝土，待柱增大截面部21混凝土强度达到70%之后进行钢绞线张拉， 张拉方式为两端同步张拉。
[0036] (4):待新增混凝土截面养护28天后对拟拆除柱进行拆除。
[0037]总之，使用型钢作为桁架撑杆制作简便，抗震性能好，也可以解决施工困难和节点 构造复杂的问题;通过合理的内力计算配置型钢截面以及体外预应力配筋量，使原框架梁 能满足改造后的设计弯矩，无须再对框架梁进行加固。
[0038]在进一步的实施例中，对所述混凝土进行优化设计。
[0039] 以重量份数计，所述混凝土包括如下组分：水泥380-420，中砂500-700，玻璃纤维 15-25，水180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20-40，减水增效剂3-5。
[0040]其中，所述减水增效剂的结构式为：
[0042] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0043] 实验 1-8
[0046] 注:对照组为采用普通减水剂的混凝土，其3d强度为130Mpa，28d强度为135Mpa。
【主权项】
1. 一种对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、加固拟拆除柱的相邻柱，并在梁柱节点处设置钢绞线； 步骤2、在拟拆除柱所在层及拟拆除柱上一层的梁之间设置X型型钢撑杆； 步骤3、诱注混凝±，在柱增大截面部位混凝±强度达到预定强度之后张拉钢绞线； 步骤4、养护预定期限后拆除拟拆除柱。2. 如权利要求1所述的对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于，所述钢绞线 为无粘结钢绞线，在柱加固诱筑之前预埋在新增截面的混凝±中，设计线形为直线型。3. 如权利要求1所述的对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于，相邻柱的加 固方法为增大截面法，加固部位为柱底至拟拆除柱所在层的梁顶所在高度。4. 如权利要求1所述的对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于，所述X型型 钢撑杆为两根长度为原框架结构两柱之间的对角线长度的HW型钢，将其中一根从跨中部位 截断，并将所得两根钢杆焊接在另一根完整的钢杆上形成X型。5. 如权利要求1至4任一项所述的对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于， W重量份数计，所述混凝上包括如下组分:水泥380-420，中砂500-700，玻璃纤维15-25，水 180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20-40，减水增效剂3-5。6. 如权利要求5所述的对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于， 减水增效剂的结构式为：式中，日:6:。= 1:1.2:1，11为45~50，111为45~50，(1为50~80。7. -种对既有框架结构进行抽柱改造的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、对拟拆除柱的相邻柱进行增大截面处理，加固部位为柱底至拟拆除柱所在层的 梁顶所在高度，并于诱筑之前在两柱间的梁柱节点新增混凝上部位预埋无粘结钢绞线； 步骤2、在拟拆除柱所在层与上一层的梁间设置HW型钢焊接形成的X型撑杆:将两根长 度为原框架结构两柱之间的对角线长度的HW型钢，其中一根从跨中部位截断，并将所得两 根钢杆通过连接板焊接在另一根完整的钢杆上形成X型，X型撑杆与原框架的连接方式为湿 法包钢焊接； 步骤3、诱筑混凝±，待柱增大截面部位混凝±强度达到预定强度之后进行钢绞线张 拉，张拉方式为两端同步张拉； 步骤4、待新增混凝±截面养护预设时间后对拟拆除柱进行拆除。
【文档编号】E04G23/02GK106088640SQ201610392931
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610392931.X, CN 106088640 A, CN 106088640A, CN 201610392931, CN-A-106088640, CN106088640 A, CN106088640A, CN201610392931, CN201610392931.X
【发明人】韦芳芳, 杜金娥, 景剑, 胡雪峰
【申请人】河海大学