摘要：論述在加固項目中，通過設計臨時鋼結構進行受壓鋼筋混凝土柱的受力托換，同時闡述受力托換的主要程序和關鍵工序，確保原鋼筋混凝土結構的安全，為受壓鋼筋混凝土柱的加固提供了一種可靠方法。
　　關鍵詞：加固；受力托換；用途延伸
　　在已使用的鋼筋混凝土結構中，鋼筋混凝土柱或許因為種種原因不能繼續(xù)發(fā)揮其正常承載力功能而需進行加固，為確保加固施工過程中原鋼筋混凝土結構的安全，需用臨時結構承受原鋼筋混凝土柱的受力。本文通過已施工的某加固項目為實例，闡述在加固項目中受壓鋼筋混凝土柱的受力托換設計與施工要點。
　　一、準備工作
　　準備工作包括調查研究和結構檢測兩個方面。
　　1、調查研究：
　　加固施工前必須對已使用的鋼筋混凝土結構進行調查研究，全面了解和掌握結構的各項技術指標，為此采用三次調查進行綜合研究評價的方法進行。
　�、�、初步調查：
　�、�、初步調查的主要內容包括：建筑物概況、建筑物規(guī)模、圖紙與資料、建筑物歷史變遷、建筑物內外環(huán)境、業(yè)主有關人員的意見。
　�、�、通過初步調查要求了解原建筑物的總體情況，為詳細調查提供證據和資料。
　　⑵、詳細調查：
　　①、詳細調查的主要內容包括：結構使用狀況、地基與基礎、結構材料、結構詳細資料。
　�、�、結構詳細資料包括：結構尺寸、變形程度、裂縫情況、構件損傷情況、結構連接方式、梁板的剛度和承載力、結構振動特性。
　　③、通過詳細調查要求掌握原鋼筋混凝土結構的受力詳細情況，為下一步的結構分析和結構計算提供依據。
　　⑶、分析總結：
　　①、分析總結的主要內容包括：結構試驗、結構分析、結構計算。
　�、�、通過分析總結得出原鋼筋混凝土結構的承載力，為下一步受力托換設計提供可靠數據。
　�、邸⒈疚母鶕�原有圖紙及使用狀況進行結構計算，得原建筑物二層○B(yǎng)列○2線鋼筋混凝土柱最大軸向壓力為Nmax=1000KN；計算長度L0=3.6m。
　　2、結構檢測：
　　⑴、結構檢測主要進行的內容包括：混凝土表面狀況、混凝土強度、混凝土碳化深度、結構變形值、裂縫寬度和深度、鋼筋銹蝕狀況。
　�、�、根據結構檢測的數據并結合原設計計算出原鋼筋混凝土柱、梁、板或地坪的實際承載力，為加固設計提供數據。
　�、�、本文中原鋼筋混凝土柱到了必須進行加固的受損程度。
　　二、受力托換設計
　　1、設計總體思路：
　�、拧⒖紤]原鋼筋混凝土柱在完全不受力情況下，設計臨時鋼結構托換原鋼筋混凝土柱的承載力，確保原鋼筋混凝土結構的安全。
　�、啤⒃O計臨時鋼柱承載原鋼筋混凝土柱的承載力。
　�、�、在原鋼筋混凝土梁底設置支承鋼板，并在鋼柱頂部焊接帶螺栓的鋼板，在支承鋼板和柱頂鋼板之間留一定間隙，利用扭力扳手按計算的每根鋼柱的承載力調節(jié)螺栓，將鋼柱的承載力反作用于原鋼筋混凝土梁上。
　�、�、選擇其中二層受力較大且受損程度大的○B(yǎng)列○2線進行受力托換設計。
　　2、設計主要內容：
　　設計的主要內容包括：材料選用、原鋼筋混凝土受力計算、臨時鋼結構布置、臨時鋼結構鋼柱計算、螺栓計算、臨時鋼結構基礎、臨時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接。
　　3、臨時鋼結構布置：
　　⑴、考慮到原鋼筋混凝土柱加固施工完后臨時結構需拆除，故臨時結構采用鋼結構。
　�、�、○B(yǎng)列○2線臨時鋼結構平面布置示意圖：如下圖1。

　　4、臨時鋼結構詳圖：
　　⑴、臨時鋼結構詳圖：如下圖2。

　　⑵、臨時鋼結構柱頂鋼板詳圖：如下圖3。

　�、�、梁底支承鋼板詳圖：如下圖4。

　　5、材料選用：
　　為了便于材料采購和現場制作，梁底支承鋼板和柱頂鋼板選用20mm厚Q235鋼板，其余選用10mm厚Q235鋼板，連接用膨脹螺栓選用Ø16。
　　6、原鋼筋混凝土柱受力計算：
　　由上述知二層○B(yǎng)列○2線鋼筋混凝土柱最大軸向壓力為Nmax=1000KN；計算長度L0=3.6m。
　　7、臨時鋼結構鋼柱計算：
　�、�、臨時鋼結構鋼柱選擇：考慮到鋼柱頂部中心線兩側需對稱設置螺栓，鋼柱選用工字鋼。
　�、�、考慮的計算條件：
　�、�、鋼柱計算按兩端簡支考慮。
　�、�、考慮到因施工原因造成的臨時鋼柱受力的不均衡性，臨時鋼柱按3根承載原鋼筋混凝土柱的受力進行計算。
　�、恰⑴R時鋼結構鋼柱計算：
　　每根臨時結構柱軸向壓力為Nmax=1000/3=333.33KN；
　　臨時結構柱選擇І16，其【N】=377.3KN＞Nmax=333.33KN；
　　故鋼柱滿足要求。
　�、�、根據結構檢測的數據并結合原設計，柱頂鋼板選用300×400滿足要求。
　　8、螺栓計算：
　�、拧⒙菟ㄟx擇：根據臨時鋼結構每根鋼柱最大軸向壓力Nmax，擬每根臨時鋼柱上選用6顆普通5.6級Ø22螺栓。
　�、�、螺栓驗算：
　　每顆螺栓所受剪力Tmax=333.33/6=55.56KN,
　　其σmax=55560/380.1=146.17N/mm2＜【fvb】=190N/mm2；
　　故螺栓滿足要求。
　　9、臨時鋼結構基礎：
　�、拧⑴R時鋼結構基礎設計：
　�、�、考慮到施工成本及施工工期的因素，利用原結構作為臨時鋼結構的基礎。
　　②、臨時鋼結構如位于底層時，則利用原有混凝土地坪作為臨時鋼結構的基礎。
　�、�、臨時鋼結構如位于二層或以上時，則利用鋼筋混凝土梁作為臨時結構的基礎，并在下層鋼筋混凝土柱上設置鋼牛腿承載臨時鋼結構所傳荷載。
　�、堋⒂媚ス鈾C將原基礎面或樓面混凝土磨平，并將膨脹螺栓與鋼柱底板焊接。
　�、�、臨時鋼結構位于底層時其底板計算：
　　①、根據原設計圖紙并結合結構檢測數據，得出其地坪的承載力為Q1KN/mm2。
　�、�、其底板面積Smin=333.33/Q1。
　�、恰⑴R時鋼結構位于二層或以上時其底板計算：
　�、�、根據原設計圖紙并結合結構檢測數據，算出原鋼筋混凝土梁的承載力為Q2kn/mm2。
　�、凇⑵涞装迕娣eSmin=333.33/Q2，
　　⑷、根據結構檢測的數據并結合原設計，柱底頂鋼板選用400×500滿足要求。
　　10、臨時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接：
　�、拧⑴R時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接設計：
　�、佟⒂媚ス鈾C將原鋼筋混凝土梁面磨平，用膨脹螺栓錨入原鋼筋混凝土梁內，并與梁側面連接鋼板連接；然后將梁側板與梁底支承鋼板焊接。
　�、�、臨時結構與鋼筋混凝土梁的連接，如上圖2所示。
　�、�、臨時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接采用現場制作現場拼裝的方式進行。
　�、啤⒘旱字С袖摪逵嬎悖�
　�、�、按上述臨時鋼結構位于二層或以上時其底板計算的方法，計算梁底支承鋼板的面積。
　�、凇⒏鶕�結構檢測的數據并結合原設計，梁底支承鋼板選用300×400滿足要求。
　　三、受力托換
　　1、受力托換準備工作：
　　受力托換準備工作主要包括：工器具準備、臨時鋼結構制作、原鋼筋混凝土梁磨平等工作。
　　2、受力托換的主要內容：
　　⑴、受力托換的內容主要包括：臨時結構安裝、加力等。
　�、�、受力托換的關鍵工序是加力。
　　3、臨時鋼結構安裝：
　�、�、臨時鋼結構安裝的主要程序為：臨時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接板及梁底支撐板安裝→鋼柱底板安裝→鋼柱安裝→鋼柱頂部鋼板與梁底支撐板的連接鋼板安裝。
　�、啤⑴R時鋼結構安裝的關鍵在于必須確保，梁底支承板中心線與鋼柱中心線在同一垂直線上。
　　4、加力：
　�、�、加力的主要程序為：螺栓預緊→對角兩顆螺栓加力到計算值的80%→另外兩顆對角螺栓加力到計算值的80%→中間兩顆螺栓加力到計算值的80%→對角兩顆螺栓加力到計算值的95%→另外兩顆對角螺栓加力到計算值的95%→中間兩顆螺栓加力到計算值的95%→對角兩顆螺栓加力到計算值的100%→另外兩顆對角螺栓加力到計算值的100%→中間兩顆螺栓加力到計算值的100%。
　�、啤⒓恿η案鶕�每顆螺栓的受力計算出扭矩，然后根據扭力扳手的讀數控制所加扭矩的大小。
　�、�、加力的關鍵是調緊螺栓時需兩兩同時進行。
　　四、臨時鋼結構拆除
　　1、臨時鋼結構拆除的主要程序為：兩兩對稱同時松開螺栓→鋼柱頂部鋼板與梁底支承鋼板的連接鋼板拆除→鋼柱拆除→臨時鋼結構與原鋼筋混凝土梁的連接板及梁底支承板拆除→鋼柱底板拆除。
　　2、加固的鋼筋混凝土柱強度達到設計強度的100%后，才能拆除臨時鋼結構。
　　3、經相關部門對加固的鋼筋混凝土柱驗收合格后，才能拆除臨時鋼結構。
　　五、沉降觀測
　　1、在原鋼筋混凝土柱的主要受力面埋設沉降觀測點。
　　2、臨時鋼結構拆除前與拆除后各觀測一次，在之后的一個月內每隔7天觀測一次。
　　六、受力托換用途的延伸
　　受力托換設計的用途非常廣泛，既可以用于加固項目，也可以用于改造項目。比如在某些改造項目中往往需拆除某根柱子，此時就可用上述受力托換的設計方法。
　　

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