磚混改框架的托換方案及變形研究

唐徐林

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

引言

現(xiàn)階段，我國(guó)的磚混結(jié)構(gòu)房屋占有面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他結(jié)構(gòu)的房屋。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)北方地區(qū)的磚混結(jié)構(gòu)比南方占有率高，磚混結(jié)構(gòu)在房屋承重、空間利用率方面明顯不如框架結(jié)構(gòu)。隨著土地利用率逐漸縮減以及人們對(duì)物質(zhì)水平要求越來(lái)越高的基礎(chǔ)上，將磚混建筑改為框架建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代房屋改造的一個(gè)重要發(fā)展方向。因此，本文對(duì)于磚混改框架的托換方案及變形研究不僅具有一定的理論指導(dǎo)價(jià)值，也具有一定的實(shí)際工程應(yīng)用意義。

1 磚混改框架的優(yōu)勢(shì)

磚混結(jié)構(gòu)的是靠承重板和承重墻來(lái)承載載荷的，因此就決定了其傳遞載荷的方式是先將重量傳給墻體，再傳給基礎(chǔ)。框架結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)由樓板、梁、柱3部分組成，載荷傳遞到基礎(chǔ)先后要經(jīng)歷3個(gè)過(guò)程。有上述兩種結(jié)構(gòu)的載荷傳遞形式可知框架結(jié)構(gòu)優(yōu)于磚混結(jié)構(gòu)，原因在于框架結(jié)構(gòu)的層高更高一些，可以達(dá)到6m，比磚混結(jié)構(gòu)的最大層高要高出1m之多；框架結(jié)構(gòu)可以建造成高層建筑，適合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，而磚混結(jié)構(gòu)僅僅做到6層就不能進(jìn)行了；同時(shí)，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)高于磚混結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)構(gòu)托換方案及其技術(shù)要點(diǎn)

2.1 待拆墻作為支撐的托換方案

這種方法是現(xiàn)階段改造最為常用的方案，此方案又可劃分為兩種，一種是用墻的全高來(lái)支撐方案，另一種是部分墻作支撐方案，兩種方案的技術(shù)要求不同。墻全高支撐方案需要設(shè)計(jì)鋼筋混凝土托換夾芯梁來(lái)確保整體支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，同時(shí)要設(shè)置銷鍵，連接各部分的需要連接的部件。施工的步驟有：打孔、為安裝銷鍵打洞、打理工作界面的環(huán)境、敷設(shè)鋼筋以及現(xiàn)澆模型等。通過(guò)上述的一系列的施工步驟，便可以達(dá)到托換的目的。這種方案施工過(guò)程中不需要設(shè)立臨時(shí)支撐架，這樣便可以節(jié)省的安裝費(fèi)用，同時(shí)還可以提升安全系數(shù)；部分墻作支撐的方案將梁設(shè)計(jì)在墻體中，一般梁有明確的尺寸要求，但要根據(jù)具體的工程進(jìn)行設(shè)定，但不管梁的尺寸是多少，梁底的寬度均要與墻的寬度保持一致，確保其穩(wěn)固性。此種方案施工時(shí)要遵循對(duì)稱施工原則，先將安置梁的下部墻體去除，然后對(duì)稱去除兩側(cè)的墻體，同時(shí)還要及時(shí)的更換上鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，保證承受載荷強(qiáng)度的需求。接下來(lái)的步驟與墻全高支撐類似，打理工作界面的環(huán)境以及敷設(shè)鋼筋以及現(xiàn)澆模型等。

2.2 梯式槽鋼外支撐托換方案

梯式槽鋼外支撐托換方案材質(zhì)消耗較大，但其支撐穩(wěn)固性好，在現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛。其技術(shù)要點(diǎn)包括：支撐定位、確定間距，根據(jù)間距和承受載荷定做梯式槽鋼外支撐體系。制作的流程要深入研究，基礎(chǔ)必須提前出爐，這樣才能進(jìn)行下一步工序。其次為敷設(shè)槽鋼安置支撐板，再次就是焊接支撐部件。與第一種方案不同，這種方案要求先安裝鋼架再拆除墻體，之后再進(jìn)行下部工序，完成托換工程。

2.3 格構(gòu)式內(nèi)鋼支撐方案

此種方案提出年限較晚，與部分墻城中相結(jié)合，是未來(lái)結(jié)構(gòu)改造足有發(fā)展的方案之一。由荷載的大小確定開鑿銅扣的距離，也就是鋼支撐的安裝距離，支撐要與墻體頂緊。在墻體拆除工序中，要特別注意載荷是否傳遞給托換結(jié)構(gòu)，因此采用跳躍式拆除。施工技巧靈活、方便。

3 磚混改框架結(jié)構(gòu)托換變形分析

近年來(lái)，許多科研工作者對(duì)于磚混改框架結(jié)構(gòu)托換變形進(jìn)行深入的研究，并且取得一定的研究成果。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，有限元數(shù)值分析方法以及結(jié)構(gòu)工程理論知識(shí)也發(fā)展也越來(lái)越迅速。在前期對(duì)于磚混改框架結(jié)構(gòu)托換變形研究的基礎(chǔ)上，人們開始使用有限元分析技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形以及應(yīng)力的分析。就目前發(fā)展來(lái)看，大型的有限元分析軟件例如ANSYS、Hypermesh等在進(jìn)行變形分析中應(yīng)用較為廣泛，針對(duì)磚混改框架結(jié)構(gòu)建立有限元分析模型，利用非線性有限元理論技術(shù)，結(jié)合材料特性，建立彈塑性模型，進(jìn)行有限元分析，對(duì)于研究磚混改框架結(jié)構(gòu)托換變形能夠更加的深入，能夠更好的實(shí)現(xiàn)磚混改框架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，推動(dòng)磚混改框架結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。

在運(yùn)用有限元模擬進(jìn)行磚混改框架結(jié)構(gòu)分析同時(shí)，很多學(xué)者還使用工程檢驗(yàn)方法進(jìn)行磚混改框架結(jié)構(gòu)托換變形分析，運(yùn)用實(shí)際磚混改框架結(jié)構(gòu)工程試驗(yàn)，采集工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出磚混改框架結(jié)構(gòu)的整體變形特性，并且根據(jù)磚混改框架結(jié)構(gòu)的變形情況提出響應(yīng)的改進(jìn)方案，從而從根本上控制磚混改框架結(jié)構(gòu)的變形。為了確保磚混改框架結(jié)構(gòu)托換方案能夠順利的實(shí)行，以及合理的控制結(jié)構(gòu)的變形，通常情況下要采用信息監(jiān)測(cè)施工法，這種方法是在信息監(jiān)測(cè)施工法結(jié)構(gòu)托換方案實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行綜合信息的檢測(cè)，及時(shí)收集結(jié)構(gòu)的變形數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于磚混改框架結(jié)構(gòu)應(yīng)變能力以及變形的檢測(cè)，從而能夠很好的實(shí)現(xiàn)磚混改框架結(jié)構(gòu)的變形檢測(cè)以及變形的控制，保證磚混改框架結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性。

除此之外，在對(duì)于磚混改框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形分析過(guò)程中，還可以使用數(shù)值分析方法對(duì)常規(guī)計(jì)算方法進(jìn)行指導(dǎo)以及改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)磚混改框架結(jié)構(gòu)的一些探索以及設(shè)計(jì)，對(duì)于磚混改框架結(jié)構(gòu)的研究具有十分重要的意義。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，磚混改框架的托換方案的研究對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展具有很重要的意義，在今后進(jìn)行研究過(guò)程中，應(yīng)該注重新的托換方案的研究以及設(shè)計(jì)，創(chuàng)新新型的技術(shù)以及新型的材料，開發(fā)新的研究方法，為磚混改框架的托換方案的改進(jìn)以及發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件，促進(jìn)整體技術(shù)的進(jìn)步。

[1] 劉訓(xùn)良.磚混房屋底層大空間改造中以待拆墻體作支撐的托換施工與監(jiān)測(cè)[J].工業(yè)建筑，2002（08） .

[2] 于德湖，劉曉英，田敬剛，等.大截面風(fēng)管安裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及變形控制研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（01）.

[3] 宋杰，周學(xué)軍，張其林.循環(huán)載荷作用下組合樓板的試驗(yàn)研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（06）.