承重墙托换结构及方法
【专利摘要】本发明公开了一种承重墙托换结构及方法，所述承重墙托换结构包括位于墙体两侧的一组钢柱、与钢柱铰接的一组钢梁、焊接于钢柱下方的底板、用以将底板固定于楼面板上的锚栓、穿过所述钢柱并将其固定的对拉螺杆、固定于钢梁之间的纤维布，以及设置于钢柱和底板之间的加劲肋。本发明在不降低建筑物抗震能力的同时保证建筑物刚度对称，层间刚度均匀，不会出现扭转振型；另外，增强了建筑物的竖向承载力，能够保证墙体的稳定性，施工更加安全。
【专利说明】
承重墙托换结构及方法
技术领域
[0001] 本发明属于建筑物加固改造方法，尤其是一种承重墙托换结构及方法。
【背景技术】
[0002] 对旧建筑的改造过程中，经常对结构的承载墙进行拆除改造。现有拆除托换方法 具有以下风险:拆除墙体后结构整体抗侧移刚度下降，整层抗震能力下降；结构在该层出现 刚度不对称，层间刚度不均匀，结构出现扭转振型；结构竖向承载能力下降；与拆除墙体相 连墙体的稳定性无法保证;拆除方法不当会引发安全问题。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种承重墙托换结构 及方法。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种承重墙托换结构，包括位于 墙体两侧的一组钢柱、与钢柱铰接的一组钢梁、焊接于钢柱下方的底板、用以将底板固定于 楼面板上的锚栓、穿过所述钢柱并将其固定的对拉螺杆、固定于钢梁之间的纤维布，以及设 置于钢柱和底板之间的加劲肋。
[0005] 优选的，所述钢柱的抗侧移强度大于等于2N/H，N为相交墙体所受竖向荷载，Η为层 高。所述钢柱的横截面为箱型。所述楼面板为钢筋混凝土板，以重量份数计，所述钢筋混凝 土板中混凝土的成分为：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。
[0006] 优选的，所述减水增效剂的结构式为：
[0008] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0009] -种承重墙托换方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1、构件设计:根据原楼层设计荷载对钢柱、钢梁进行静力计算和抗震计算，设 计合理的构件截面和节点；
[0011] 步骤2、构件制作:在工厂中对托换结构进行预制，在钢柱和钢梁上预留好对拉螺 杆的孔洞;在制作过程中，在钢柱设计的反弯点处将其分为两截，将下半截与柱脚底板、加 劲肋焊接，下料时要考虑钢柱拼装时产生的收缩变形;在全部构件加工完成后，对托换结构 在工厂内进行预拼装，最后进行除锈和喷涂防锈漆；
[0012] 步骤3、根据柱脚底板、加劲肋的尺寸在墙两端相应位置处底部开槽，槽宽满足底 板安装要求，槽高大于加劲肋高度；
[0013] 安装钢柱:通过锚栓将下半截钢柱安装到楼面板指定位置，固定锚栓后将上、下两 截钢柱通过焊缝连接;利用冲击钻透过钢柱上预留孔洞在墙体上开孔，穿过对拉螺杆并旋 紧螺母，将墙体与钢柱连为一体；
[0014] 将钢梁与钢柱通过铰接的方式连接后，利用冲击钻通过钢梁上预留孔洞在楼面板 开孔，利用钢板和锚栓将上层楼面板和钢梁连接为一体，然后通过钢梁腹板上预留的孔洞 在墙体上开孔，通过对拉螺杆使两侧的钢梁夹紧墙体；
[0015] 利用切割机沿钢梁底面将墙体横向切断，切割从中间向两边进行，使钢梁内部的 墙体与下部墙体完全断开，然后砸除下部墙体；
[0016] 利用磨轮机对钢梁间的墙体进行打磨，使其表面与钢梁表面平齐，对钢梁及其它 钢构件进行补漆;在钢梁和墙体底面刷胶，粘贴纤维布。
[0017] 实施本发明具有以下技术效果:不降低建筑物的抗震能力，同时刚度对称，层间刚 度均匀，不会出现扭转振型；增强了建筑物的竖向承载力，能够保证墙体的稳定性，施工更 加安全。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明托换柱的结构示意图。
[0019] 图2是本发明托换梁的结构示意图。
[0020] 图3是本发明托换完成后的结构示意图。
[0021] 图4是本发明沿钢梁纵向的截面图。
[0022]图5是本发明沿钢柱横向的截面图。
【具体实施方式】
[0023] 如图1和图2所示，本发明承重墙托换结构主要由钢柱1、钢梁2、柱脚底板3、加劲肋 4、对拉螺杆5、钢板6、纤维布7和锚栓8组成。
[0024] 如图3至图5所示，具体地，钢柱为两个，分别位于墙体a的两侧，通过穿过钢柱和墙 体的对拉螺杆将两者固定，钢柱的下方焊接有底板，底板与钢柱之间焊接加劲肋，底板通过 锚栓固定于混凝土楼面b上。钢柱上端与钢梁铰接。钢梁位于保留墙体的两侧，并通过对拉 螺杆固定。
[0025] 具体地，钢柱为箱型截面建筑高强钢材质。柱高为楼层净高，钢柱截面尺寸设计原 则如下：可承担上部结构传递的荷载;抗剪承载力应与原墙体相同，如受到尺寸限制，可在 内部增设腹板或在相邻同向墙体上外包钢板;为保证相交墙体的稳定性，每根钢柱的抗侧 移刚度不应小于j = 为相交墙体所受竖向荷载，Η为层高。为保证钢柱与保留墙体紧 η 密贴合并且共同变形，利用对拉螺杆将钢柱紧密拉结在保留墙体两侧。
[0026] 优选的，钢梁为槽型截面建筑高强钢材质。根据被托换墙体荷载计算钢梁的受弯、 受件性能，从而确定钢梁截面尺寸。利用对拉螺杆将钢梁拉结在保留墙体两侧，一方面保证 钢梁与保留墙体共同变形、受力，另一方面防止墙体脱落。
[0027] 柱脚底板为与钢柱同材质的钢板，焊接在钢柱下方。加劲肋将钢柱荷载传递到柱 脚底板上，并且利用锚栓将柱脚底板固定在楼面板上。柱脚底板、加劲肋尺寸根据底部楼面 板局部承压能力进行计算。利用钢板和锚栓将钢梁和顶部楼面板连接为一体，使其能够共 同受力。在相邻的钢梁之间的墙体下方包裹纤维布，防止墙体脱落。钢梁通过铰接的方式连 接在钢柱上。施工过程中，先安装钢柱、钢梁等托换结构，再拆除墙体。
[0028] 本发明的承重墙托换方法具体包括如下步骤：
[0029] 步骤一、设计
[0030] 在设计过程中，根据原楼层设计荷载，去除墙体将托换结构加入其中后，对钢柱、 钢梁进行静力计算和抗震计算，设计合理的构件截面和节点。
[0031] 步骤二、制作
[0032] 在工厂中对托换结构进行预制，在钢柱和钢梁上预留好对拉螺杆的孔洞。在制作 过程中，在钢柱设计的反弯点处将其分为两截，将下半截与柱脚底板、加劲肋焊接，下料时 要考虑钢柱拼装时产生的收缩变形。在全部构件加工完成后，对托换结构在工厂内进行预 拼装，如有问题应及时调整修正最后进行除锈和喷涂防锈漆。
[0033] 步骤三、施工
[0034] 1.根据柱脚底板、加劲肋的尺寸在墙两端相应位置处底部开槽，槽宽满足底板安 装即可，槽高略高出加劲肋高度。
[0035] 2.安装钢柱:通过锚栓将下半截钢柱安装到楼面板指定位置，固定锚栓后将上、下 两截钢柱通过焊缝连接。利用冲击钻透过钢柱上预留孔洞在墙体上开孔，穿过对拉螺杆并 旋紧螺母，将墙体与钢柱连为一体。
[0036] 3.将钢梁与钢柱通过铰接的方式连接后，利用冲击钻通过钢梁上预留孔洞在楼面 板开孔，利用钢板和锚栓将上层楼面板和钢梁连接为一体，然后通过钢梁腹板上预留的孔 洞在墙体上开孔，通过对拉螺杆使两侧的钢梁夹紧墙体。
[0037] 4.利用切割机沿钢梁底面将墙体横向切断，切割从中间向两边进行，使钢梁内部 的墙体与下部墙体完全断开。然后砸除下部墙体。
[0038] 5.利用磨轮机对钢梁间的墙体进行打磨，使其表面与钢梁表面平齐。对钢梁及其 它钢构件进行补漆。在钢梁和墙体底面刷胶，粘贴纤维布。
[0039] 在进一步的实施例中，钢柱中填充有混凝土和钢筋，对所述楼板及钢柱中的混凝 土进行优化设计。
[0040] 以重量份数计，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。
[0041 ]其中，所述减水增效剂的结构式为：
[0043] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0044] 实验 1-8
[0047] 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。
[0048] 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，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种承重墙托换结构，其特征在于，包括位于墙体两侧的一组钢柱、与钢柱较接的一 组钢梁、焊接于钢柱下方的底板、用W将底板固定于楼面板上的错栓、穿过所述钢柱并将其 固定的对拉螺杆、固定于钢梁之间的纤维布，W及设置于钢柱和底板之间的加劲肋。2. 根据权利要求1所述的承重墙托换结构，其特征在于，所述钢柱的抗侧移强度大于等 于2N/H，N为相交墙体所受竖向荷载，Η为层高。3. 根据权利要求1或2所述的承重墙托换结构，其特征在于，所述钢柱的横截面为箱型。4. 根据权利要求1所述的承重墙托换结构，其特征在于，所述楼面板为钢筋混凝±板， W重量份数计，所述钢筋混凝上板中混凝上的成分为: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。5. 根据权利要求4所述的承重墙托换结构，其特征在于，所述减水增效剂的结构式为：式中，a:b:c = l:1.2:l，η为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。6. -种承重墙托换方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、构件设计:根据原楼层设计荷载对钢柱、钢梁进行静力计算和抗震计算，设计合 理的构件截面和节点； 步骤2、构件制作：在工厂中对托换结构进行预制，在钢柱和钢梁上预留好对拉螺杆的 孔桐;在制作过程中，在钢柱设计的反弯点处将其分为两截，将下半截与柱脚底板、加劲肋 焊接，下料时要考虑钢柱拼装时产生的收缩变形;在全部构件加工完成后，对托换结构在工 厂内进行预拼装，最后进行除诱和喷涂防诱漆； 步骤3、根据柱脚底板、加劲肋的尺寸在墙两端相应位置处底部开槽，槽宽满足底板安 装即可，槽高略高出加劲肋高度； 安装钢柱:通过错栓将下半截钢柱安装到楼面板指定位置，固定错栓后将上、下两截钢 柱通过焊缝连接;利用冲击钻透过钢柱上预留孔桐在墙体上开孔，穿过对拉螺杆并旋紧螺 母，将墙体与钢柱连为一体； 将钢梁与钢柱通过较接的方式连接后，利用冲击钻通过钢梁上预留孔桐在楼面板开 孔，利用钢板和错栓将上层楼面板和钢梁连接为一体，然后通过钢梁腹板上预留的孔桐在 墙体上开孔，通过对拉螺杆使两侧的钢梁夹紧墙体； 利用切割机沿钢梁底面将墙体横向切断，切割从中间向两边进行，使钢梁内部的墙体 与下部墙体完全断开，然后砸除下部墙体； 利用磨轮机对钢梁间的墙体进行打磨，使其表面与钢梁表面平齐，对钢梁及其它钢构 件进行补漆;在钢梁和墙体底面刷胶，粘贴纤维布。
【文档编号】C04B28/00GK106088641SQ201610393607
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610393607.X, CN 106088641 A, CN 106088641A, CN 201610393607, CN-A-106088641, CN106088641 A, CN106088641A, CN201610393607, CN201610393607.X
【发明人】伍凯, 曹平周, 张贺, 毛范燊, 章恒
【申请人】河海大学