专利名称：屋面悬挂式拔柱方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑结构改造方法，尤其涉及一种用钢桁架在屋面悬挂拔柱，实
现顶层改造为大开间的方法。
背景技术：
目前，很多使用了 10年左右的多层钢筋混凝土框架结构建筑，根据功能的改变进 行局部修改，需要在房屋的顶层获得大开间，一般采取拔柱的方法来获得该功能。由于跨度 的成倍加大，原设计的屋面梁的强度和刚度远远满足不了要求。传统的方法一般采用加大 梁断面，这样会造成顶层边柱的偏心弯距加大，同时也要加大边柱的断面，往往无法满足层 净高要求。而且，柱的加大需加固两到三层柱，加固的工作量大，影响其他楼层的正常使用。 新老钢筋混凝土叠合部位处理难度大，新增钢筋受力有滞后效应，叠合梁挠度难以控制，存 在屋面梁容易出现裂缝，施工工期长，施工时须设置大量的临时支撑，安全性很差，综合成 本高，安全隐患大等缺点。另有一种托梁拔柱的方法，也存在托梁失稳和无法满足层净高要 求的缺点，它是在截除柱顶设置十字钢梁托住，将截除柱所承受的载荷传给十字托梁，然后 通过十字托梁将荷载传到周围的四根混凝土柱及基础之后再截除此柱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不减小原建筑结构使用净高，避免边柱加固，施工周 期短的屋面悬挂式拔柱方法，克服托梁拔柱法影响净高，加大断面法施工工期长，综合成本 高，安全隐患大的缺点。 —种屋面悬挂式拔柱方法，其特征在于利用钢桁架反拱和吊杆施加预应力吊挂 原有屋面梁的方式，把原中柱所承受的竖向荷载传递到边柱中心，拔除屋面下中间柱以获 得顶层大开间的结构改造方法。避免原屋面梁由于内力重分布产生裂缝，避免边柱加固，不 减小原使用净高，施工周期短。达到不影响净高，縮短现场施工工期，无须设置临时支撑，降 低综合成本，消除安全隐患的目的。 —种屋面悬挂式拔柱方法，其特征在于利用钢桁架和预应力吊杆安装在屋面上， 拔除屋面下中间柱以获得顶层大开间，钢桁架采用H型钢作为上、下弦杆，H型钢腹板水平 放置；钢桁架腹杆采用双槽钢用缀板连接；吊杆采用双螺母高强螺栓与靴式节点板连接。 靴式节点板分桁架下屋面上部分和屋面梁下部分。 —种屋面悬挂式拔柱方法，安装时钢桁架应根据计算挠度起拱，吊杆应根据计算 的拉力用扭力扳手拧紧并使其达到计算的预拉力；钢桁架与钢筋混凝土柱顶应铰接，反力 中心为柱中心，钢桁架平面外根据计算设支撑杆件；拔柱时先设好吊杆，吊杆通过设在桁架 下弦与下部钢筋砼柱两侧框架梁底的靴式节点板张紧预拉力，下部钢筋砼柱采用机械切割 的方法把屋面梁底靴式节点板以下的柱切除。 本发明的积极效果在于1、不影响净高，縮短现场施工工期，降低综合成本，采用 加大断面法或托梁拔柱法进行施工，加固后，楼层净高减小，使用功能差。混凝土有28天的龄期要求，施工工期长，影响其他楼层使用，综合成本高。而采用本发明，不需要加固框架 柱，构件均可在工厂制作，在屋面上安装，不影响楼层使用净高，施工期间不影响其他楼层 使用，现场施工工期短，无须设置大量临时支撑，综合成本低。施工改造现场整洁。2、安全 性能好，采用加大断面法进行施工新增钢筋受力有滞后效应，叠合梁挠度难以控制，存在屋 面梁容易出现裂缝；新老混凝土交接面处理不容易到位，混凝土难以震捣密实。存在一定的 安全隐患。本发明传力路线明确，用钢桁架直接取代原有中柱的作用，可根据计算事先采取 反拱和预应力措施，无需损伤原有屋面梁，且原有屋面梁受力状态不变，解决了新老混凝土 结合不密实和混凝土震捣不密实的隐患，使改造的安全度大大提高。
图1为本发明采用的钢桁架悬挂梁结构示意图
具体实施例方式
某省会城市市中心有一栋九层的外事办公楼，框架结构，已使用十年，原设计无大 开间会议室，有一端纵横两向均为三根柱，业主拟在顶层拔除一个中柱，把两个分隔开的会 议室改造成一个大会议室。边柱外均为幕墙不能损坏，底下各层需要正常办公。在底部加 大梁断面需同时加固柱，影响楼层净高和下层使用，而且会破坏立面的玻璃幕墙。而且施工 工期长，混凝土加大断面法被业主否决。采用本发明的具体施工过程如下首先在钢结构加 工厂加工钢桁架l，靴式节点板2，侧向支撑；如果钢桁架1尺寸无法运输，可分段或分构件 加工。其次，采用吊车将钢构件吊上屋面6，支承桁架支座的边柱4顶，用植筋法增设柱顶 钢板；设置四个吊点，其中拔柱处的两个吊点设在桁架的一根组合腹杆上。该组合吊点设 计承担原有中柱的所有荷载，其他两个吊点为次梁处的辅助加强节点作为安全储备；屋面 6板在设置吊点处穿孔，大小由双螺母螺栓吊杆3确定，钢桁架1根据计算起拱并在屋面上 就位；吊杆3通过设在桁架下弦与下部钢筋砼柱两侧框架梁底的靴式节点板2张紧并达到 计算预拉力。再次，用切割机切去梁靴式节点板以下顶层部分的框架柱5，切除柱时应采取 绑定措施，避免钢筋混凝土柱倒下损坏楼层结构，被拔除的框架柱运出现场后，拆除屋面梁 下设置保护性支撑，结构改造完成。按照本发明的方法进行施工，达到了业主最理想要求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当 视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。
权利要求
一种屋面悬挂式拔柱方法，其特征在于利用钢桁架反拱和吊杆施加预应力吊挂原有屋面梁的方式，把原中柱所承受的竖向荷载传递到边柱中心，拔除屋面下中间柱以获得顶层大开间的结构改造方法。
2. 根据权利要求1所述的屋面悬挂式拔柱方法，其特征在于利用钢桁架和预应力吊 杆安装在屋面上，钢桁架采用H型钢作为上、下弦杆，H型钢腹板水平放置，钢桁架腹杆采用 双槽钢用缀板连接，吊杆采用双螺母高强螺栓与靴式节点板连接。
3. 根据权利要求1或2所述的屋面悬挂式拔柱方法，其特征在于安装时钢桁架应根 据计算挠度起拱，吊杆应根据计算的拉力用扭力扳手拧紧并使其达到计算的预拉力；钢桁 架与钢筋混凝土柱顶应铰接，反力中心为柱中心，钢桁架平面外根据计算设支撑杆件；拔柱 时先设好吊杆，吊杆通过设在桁架下弦与下部钢筋砼柱两侧框架梁底的靴式节点板张紧预 拉力，下部钢筋砼柱采用机械切割的方法把屋面梁底靴式节点板以下的柱切除。
全文摘要
一种屋面悬挂式拔柱方法，利用钢桁架反拱和吊杆施加预应力吊挂原有屋面梁的方式，把原中柱所承受的竖向荷载传递到边柱中心，拔除屋面下中间柱以获得顶层大开间的结构改造方法。避免原屋面梁由于内力重分布产生裂缝，避免边柱加固，不减小原使用净高，施工周期短。达到不影响净高，缩短现场施工工期，无须设置临时支撑，降低综合成本，消除安全隐患的目的。本发明传力路线明确，用钢桁架直接取代原有中柱的作用，可根据计算事先采取反拱和预应力措施，无需损伤原有屋面梁，且原有屋面梁受力状态不变，解决了新老混凝土结合不密实和混凝土震捣不密实的隐患，使改造的安全度大大提高。
文档编号E04G23/02GK101761241SQ20091018672
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者周禄斌, 左菊林, 李大浪, 沈虹波, 罗晓斌, 蔡飞, 谢瑛, 郭立宏, 黄恒平 申请人:中国瑞林工程技术有限公司