某框架結構托梁拔柱分析與計算

張小強

摘 要：某兩層混凝土框架結構會所，因使用功能發(fā)生改變，導致梁柱承載力不能滿足要求，必須進行補強加固方能滿足結構安全運行。通過對兩種方案的計算與分析，得出最優(yōu)的。加固處理后經(jīng)檢測驗收，取得了比較好的效果。

關鍵詞：混凝土框架；梁柱承載力；補強加固；托梁拔柱

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.108

1 托梁拔柱簡介

托住屋架拔柱，托住梁拆墻，和托住梁拔柱統(tǒng)稱為托梁拔柱，就是在不拆除上部結構的條件下進行跟換，拆除，接長柱子的一種處理方法，可以運用到增大結構空間，建筑的功能發(fā)生改變和空間要進行增大，生產(chǎn)工藝要進行更新?lián)Q代，平面布置發(fā)生改變中去。

2 托梁拔柱設計原則和步驟

托梁拔柱的計算內(nèi)容為：傳力路徑的改變，托換梁的支撐的設計，對柱子和地基基礎進行加固設計，施工時的承載力，穩(wěn)定驗算等，這些條件彼此影響，為了得到最優(yōu)的設計方案，要多次對比，以便較好完成加固目的。（1）查原結構施工圖，明確其極限狀態(tài)。（2）計算拔柱完成后計算簡圖。（3）新方案對結構的加固補強。

3 工程概況

本工程為一棟兩層混凝土框架結構會所。由于戶主要求截除第二層樓的柱子Z1，以二樓擴大的空間結構，同時打通KL3下二樓的墻體，故也要截除Z2。在這兩根根柱子去掉后，致使局部梁柱承載力不能滿足要求，必須進行補強加固方能滿足結構安全運行。

4 方案討論

根據(jù)原結構施工圖紙和改造后建筑使用荷載，采用PKPM軟件的PM，SATWE，PK對截柱后結構進行整體建模分析。

通過計算對比可知，KL1，KL2，KL3均要進行加固處理，在結構的抗震，相鄰框架柱，框架梁，基礎，這些因素的綜合考慮下提出三個待定方案（1）采用增大框架梁截面法。加高梁的截面，并重新配筋。這種方法濕作業(yè)周期長，，減小結構凈空，所以不采取這種方法。（2）在屋面設置反梁，使其與原框架梁共同受力，但混凝土梁的自重增大很多，將對原結構抗震產(chǎn)生不利影響，再者加固量大、造價高，所以也不采取這種方法。（3）采用粘鋼板鋼結構托換，設置鋼梁與原框架共同作用，鋼梁自身剛度大，因此改造后的鋼梁的二次變形將會很小，并且比起混凝土梁，粘鋼板使梁的自重增加不多，施工方便，所以決定采用這種加固法。

在設計中不考慮原梁的承載力，在構造上使鋼板與原梁連為一體，采用的方法是將一定數(shù)量的螺栓孔布置在原混凝土梁的兩個側面上，然后將對接螺栓穿入焊接完成的鋼板中，最后鋼板焊接完成后灌注高強無收縮灌漿料。決定采用粘鋼板鋼梁托換后，面臨的問題是到底是沿KL1方向設置托換梁，還是沿KL2方向設置托換梁，這是兩種不同的傳力路徑，所以決定對兩種方法都建模計算，通過具體的計算，多方面的比較得出最優(yōu)的方法。

4.1 沿KL1方向設置托換梁

根據(jù)截柱后KL1的M=112KN.m，V=102KN，以及現(xiàn)行的《鋼結構設計規(guī)范》（GB 50017-2003）：

可得托梁的高度約為900mm。

通過計算對比可知，采用方案一后，各梁支座負彎矩處得配筋均不需要加強，但的KL1和KL3底部受拉配筋不足，需要加強，不考慮原結構梁底得鋼筋，直接用鋼板等強代換，鋼板沿梁底全長布置，計算得鋼板的厚度為8mm。由于底層柱的軸力增加均不超過20%，所以柱與基礎均不需要加固。

4.2 沿KL2方向設置托換梁

根據(jù)截柱后KL2的M=167KN.m，V=101KN，沿KL2方向設置托換梁的梁高約為950mm，根據(jù)此方案建?？芍狵L2梁底抗拉強度不足，需要補強，仍然不考慮原梁底部的鋼筋，直接將截住后的KL2的梁底配筋用鋼板等強代換，鋼板沿梁底全長布置，得鋼板厚度為10mm。由于底層柱的軸力增加均仍不超過20%，所以柱與基礎均不需要加固。

4.3 方案確定

通過兩種方案的建模對比可知，KL1梁加高至900mm，KL2梁加高至950mm且KL2梁位于大廳的正中央，顯然沿KL2設置托換梁對凈高的影響更大。在撓度方面，沿KL1設置托換梁，KL1梁跨中撓度為=，沿KL1設置托換梁，KL1梁跨中撓度為= 。在用鋼梁量方面，沿KL1方向設置托換梁總的用鋼量為，沿KL2方向設置托換梁總的用鋼量為，從凈高，撓度，用鋼量方面比較，顯然沿KL1方向設置托換梁要合理，經(jīng)濟。

5 施工過程

首先將KL3下墻體打通后，在Z2中植入2根直徑25鋼筋安裝底板安裝側板灌膠切半邊柱裝半邊連接板切另半邊柱裝另半邊連接板，然后再用相同的施工流程加固KL1。

6 結語

在本工程在進行托梁拔柱設計時，不同于傳統(tǒng)的直接給出方案的方法，而是從多方面比較得出最優(yōu)的方案，比較更加精細，這也是以后加固工程的一個處理方向，具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1]鋼結構設計規(guī)范[M].GB50017-2003，中國建筑工業(yè)出版，2003.

[2]混凝土結構設計規(guī)范[M].GB50010-2002，中國建筑工業(yè)出版，2002.

[3]混凝土結構加固設計規(guī)范[M].GB50367-2006，中國建筑工業(yè)出版，2006.