房屋托梁拔柱加固设计
上海铁路局福州勘测设计院 黄水木
摘 要 结合实例介绍房屋托梁拔柱加固工程的设计与实施办法。
关键词 房屋改造 托梁拔柱
近年来,由于建筑使用功能的变更,建筑增层或附加设施
等工程倍受重视。本文介绍某一沿街建筑底层因采用托梁拔柱
的方法进行加固设计增大了使用空间,既满足了用户的使用要
求,又满足了结构和抗震的需要。
1 工程概况
某一沿街建筑于1988年10月竣工,现浇钢筋混凝土框架
结构,1～10轴为6层,10～14轴为4层,1层层高为3.9m,2～
6层层高均为3.0m(框架立面见图1),基础为钢筋混凝土独立
基础。该建筑地基为挖方场地,地基承载力标准值为200kPa。
由于功能要求,要在4层部分处,即在10～14轴间设一条8.0
m宽的通道,以通行汽车,经研究决定采用托梁拔柱的方法进行改造。
图1 房屋改造前框架立面图(单位:mm)2 方案的确定
托梁拔柱是在不拆或少拆上部结构的情况下,拆除、更换、
接长柱子或拆除墙体的一门综合性技术。它与传统的大掀盖改
造相比,托梁拔柱法具有对生产及生活影响小、改造时间短、费
用低等优点,但其技术要求较高,安全措施必须严密。该工程结
合既有建筑的实际情况和对房屋改造的建筑要求,拔去11、12
轴上共4根柱子,在1/10、1/12轴上增设柱子来支承托梁承受
上部重量。因支承托梁的柱子是新增设的,所以首要问题是确
定托梁的方案。选择托梁考虑了2种方案:一是采用钢筋混凝
土三面围套三层框架梁截面,按整体性设计托梁,即考虑原框
架梁参与工作,共同承受上部荷载,但新旧结构能否形成整体,
关键在于界面处能否有效地传递剪力。因而,在设计、施工上必
须采取有效措施保证新旧构件共同工作;二是在满足通道净高要求的条件下,直接在三层框架梁下新加钢筋混凝土托梁。方
案一托梁高度可以小些,但施工较麻烦。方案二可以满足托梁高度与通道净高的要求,且施工方便。经过反复比较,最后决定
采用方案二。改造后框架立面图见图2。
图2 房屋改造后框架立面图(单位:mm)3 托梁拔柱的设计与措施
托梁拔柱的计算包括荷载传递路线的转移、托梁支撑设
计、相关柱子及地基基础的加固设计,以及施工阶段的承载力
和稳定验算等,这些设计计算相互影响,有时需要多次反复方
能得出最佳方案,以达到加固的目的。首先,对拔柱前原结构进
行内力分析;其次,确定拔柱后结构新的传力路线及计算简图,
并计算其内力。然后根据新的结构方案及内力计算结果,设计
托梁、柱子及向支撑,并对原结构有关构件进行加固设计,提高
结构安全度。
托梁是结构的重要构件,要承担被拔去的柱所承受的轴力
和弯矩,并通过新增柱子直接把内力传至基础,故该托梁的承
载力是否足够,以及托梁、新增柱子与原结构的联结是否牢靠,
直接关系到整个建筑物的安全与使用。原设计柱断面为350
mm×500mm,按构造要求,并通过电算,确定新增柱子断面为
550mm×700mm,托梁断面为650mm×1500mm。新增柱子
与原结构的联结,以及11、12轴的柱子与托梁的联结是加固的
关键。为此,新增柱子与既有10、13轴上柱子间用240mm厚钢
筋混凝土墙联结,新柱纵筋伸入原三层梁内并与梁内钢筋焊
接,且沿横向增设钢筋混凝土拉梁。因拟割柱子纵筋距托梁外
侧有100mm距离,为了安全起见,托梁在拟割柱子两侧各附加
316钢筋。托梁一部分钢筋从11、12轴上拟割柱子两侧通过,
一部分钢筋从11、12轴上拟割柱中穿过,托梁内上下主筋(1号、
2号钢筋)、侧面附加钢筋16(3号钢筋)与拟割柱箍筋或纵筋
焊接(见图3、4)。同时,为了保证拟割柱子与托梁在联结处有效
地传递剪力,沿拟割柱柱高方向设置16@200mm加固筋,加47房屋托梁拔柱加固设计——黄水木自动喷水灭火系统设计体会
铁道部专业设计院建筑处 刘俊彤
摘 要 自动喷水灭火系统应用比较普遍,笔者就自动喷水灭火系统中的喷头布置及类型、管网布置、系统的
保护区域等问题提出己见。
关键词 自动喷水灭火系统 喷头 保护区域
采用自动喷水灭火系统是目前最经济的一种自动灭火手
段,国内外应用极普遍,其灭火成功率高,安全、经济、管理方
便。笔者根据多年设计经验谈一些体会。
1 喷头布置及类型
(1)喷头布置
喷头是自动喷水灭火设备的关键部件,在火灾探测及灭火
方面担负着重要作用,其布置形式有正方形、长方形、菱形。对
于不同建筑危险等级,规范对喷头间距作了规定限值。因此设计时要看实际平面尺寸进行布置,不能直接套用规定值,那样
有可能使喷头贴梁、柱安装,影响美观及喷头功能发挥。有些大
型公共建筑的功能区划分时常变动,设计时应结合建筑平面分
块布置,并把喷头布在易燃物上方,这样既满足灭火又很灵活。
无论采用何种布置都要求喷头易于接触火灾热气流,没有障碍
物阻挡,利于均匀洒水,喷头布置无空白点,保护范围不致重叠
太多。正方形布置:如图1喷头ABCD组成一个正方形,根据要
固筋均与拟割柱箍筋或纵筋焊在一起,这样一来,原结构与托
梁更有机地融为一体。施工时先在拟割柱穿钢筋的位置中钻
30孔穿透,用吹风器吹净孔内土粉,用砂纸磨净,并用丙酮清
洗,塞满结构胶将钢筋从洞中穿过。梁包柱处柱身要凿毛,麻坑
深6mm,间隔200mm。混凝土浇注前,原结构梁、柱均必须先
涂刷界面剂。新增柱子、托梁混凝土强度等级均为C30。由于荷载传递路线的转移,势必引起基础的加固处理。该工程基础加
固采用增大支承面积法。原基底钢筋凿出,与新增钢筋焊接,并
在原基础面上插入14@400mm钢筋,梅花型布置,用结构胶
固结,钢筋长300mm,埋入深度为150mm。顶部按构造配置12架立筋。
图3 托梁断面图(单位:mm)图4 托梁 钢筋与拟割柱纵筋联结大样(单位:mm)4 施工要求
(1)基础施工时必须保证基础无地下水。基础开挖前,先拆
除底层、二层砖墙,以减轻基础承受荷载。基础开挖后及时与原
设计图纸进行校对,是否相符。若相符,可进行加固。在凿基础
底部时,尽量减少基土扰动,若有扰动,应在基础处理前,清理
干净并用C15混凝土振实。
(2)托梁中部支承起拱30mm。托梁与柱子混凝土强度达
到100%后方可拆除旧柱子。拆除旧柱子以前先搭架用千斤顶
支承,用小锤轻凿旧柱,严禁用大锤敲打,以防止旧柱子与新浇筑的混凝土发生松动,气割钢筋。拆除千斤顶分3次进行,每隔
2d拆除1次,拆除时应缓慢进行。5 结语
该改建工程于1998年9月1日竣工,至今使用正常,说明
该工程托梁拔柱加固是成功的。房屋改造加固是一项复杂而繁
琐的工作,必须认真、细致地处理,并注意房屋整体的连接措
施,既要安全可靠,又要节约造价,便于施工。
参考文献
1 卓尚木,季直仓,卓昌志,等.钢筋混凝土结构事故分析与加固.中国
建筑工业出版社,19972 房屋增层改建地基基础的评价与加固方法专辑.铁道学报.中国铁道
学会,1989
(来稿日期 1999-12-21)48铁道标准设计 2001年4月第21卷第4期