一種舊房改造用的穩(wěn)固性強(qiáng)的鋼架構(gòu)

楊 帆 于 立

（1.山東魯機(jī)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，濟(jì)南 250031；2.山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，濟(jì)南 250031）

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，鋼架構(gòu)建筑的應(yīng)用越來越普遍。鋼架構(gòu)建筑與混凝土建筑相比，抗震性能更好，強(qiáng)度更高，且構(gòu)件可以在工廠制造現(xiàn)場(chǎng)安裝，大大縮減了工期[1]。鋼架構(gòu)可以重復(fù)利用，大大減少了建筑垃圾。鋼架構(gòu)房屋在我國的發(fā)展時(shí)間較短，最先應(yīng)用于公用建筑、抗震救災(zāi)等臨時(shí)建筑。近幾年，環(huán)保受到了國家的高度重視，人們的環(huán)保觀念越來越強(qiáng)。鋼架構(gòu)房屋的材質(zhì)正符合這一觀念，得到了推廣。

鋼架構(gòu)經(jīng)過近百年的發(fā)展，形成了較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。鋼架構(gòu)部件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高是其主要優(yōu)勢(shì)，不僅有利于提高搭建速度，也有利于保證建筑質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)的承載能力大，在承受相同荷載時(shí)，構(gòu)件截面往往較小，可以更好地利用建筑物空間。通過長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展的檢驗(yàn)，在現(xiàn)階段鋼架構(gòu)部件已經(jīng)具備了流水線生產(chǎn)條件。在提高生產(chǎn)速度的同時(shí)，產(chǎn)品精度也得到了有效控制，大大提升了檢驗(yàn)合格率，促使鋼架構(gòu)在未來激勵(lì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

鋼架構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼架構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因鋼架構(gòu)具有強(qiáng)度高、塑性韌性好、施工速度快、簡(jiǎn)便以及自重較輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大型廠房、橋梁、體育場(chǎng)館以及超高層等不同建筑類型[2-3]。但是，鋼架構(gòu)容易銹蝕，耐火性較差，一般要刷防火涂料，還要進(jìn)行除銹、鍍鋅，且要定期維護(hù)。

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城市化進(jìn)程不斷加快升級(jí)，城市居住問題已成為影響人口遷移的主要障礙。近年來，隨著人口不斷涌入城市，城市建筑規(guī)劃已難以滿足需要。改造規(guī)劃較早的處于市中心的舊樓，成為解決此類問題的重要手段。鋼架構(gòu)是針對(duì)舊樓改造翻新的方式之一，但在多數(shù)建筑鋼架構(gòu)中，主體鋼柱與次體鋼柱之間不能進(jìn)行拆卸。施工結(jié)束后，多數(shù)鋼柱廢棄處理造成大量浪費(fèi)。建筑鋼架構(gòu)只是簡(jiǎn)單對(duì)房梁進(jìn)行支撐，當(dāng)受外力影響時(shí)，不能起到有效的減震效果，導(dǎo)致其穩(wěn)固性較差?，F(xiàn)有鋼架構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)置，導(dǎo)致其安裝不便，為此提出一種舊房改造用的穩(wěn)固性強(qiáng)的鋼架構(gòu)來解決上述問題。

1 舊房改造用的鋼架構(gòu)介紹

1.1 鋼架構(gòu)的組成

圖1為該舊房改造用的鋼架構(gòu)，包括底柱、支撐柱、安裝座、固定件和地基。底柱的頂部活動(dòng)設(shè)置有安裝座，安裝座的頂部活動(dòng)設(shè)置有支撐柱。支撐柱包括安裝孔和螺孔，正面分別開設(shè)有安裝孔和螺孔。底柱的一側(cè)活動(dòng)設(shè)置有固定件，底柱的底部活動(dòng)設(shè)置有地基。

圖2為底柱的構(gòu)造。底柱包括固定螺栓、卡件、定位件、卡塊、固定桿和減震彈簧。底柱的內(nèi)壁活動(dòng)設(shè)置有固定螺栓，底柱的底部固定設(shè)置有卡件，卡件的外壁活動(dòng)設(shè)置有定位件，卡件的一側(cè)固定設(shè)置有卡塊，卡件的內(nèi)壁固定設(shè)置有固定桿，固定桿的外壁活動(dòng)設(shè)置有減震彈簧。

1.2 使用方式

安裝座的正面開設(shè)有限位孔，安裝座的頂部設(shè)置有固定孔，安裝座的內(nèi)底壁設(shè)置有軟墊，使得裝置通過固定孔固定安裝座的使用位置，進(jìn)而通過限位孔的設(shè)置有效定位支撐柱的使用安裝，并通過軟墊減少支撐柱與安裝座間的磨損，有效提高裝置的使用性。

固定件的底部設(shè)置有底座，底座的頂部設(shè)置有蓋板，底座與蓋板間通過固定螺栓活動(dòng)連接。底座為空心底座，便于底座與蓋板的安裝。空心底座的設(shè)置有效減少了其與固定螺栓的接觸面積，便于固定件的使用安裝，節(jié)省了安裝時(shí)間，如圖3所示。

蓋板的底部設(shè)置有凸塊，凸塊的底部設(shè)置有壓塊，壓塊的頂部設(shè)置有彈簧。裝置通過彈簧的伸縮性，使壓塊與底柱的接觸部分留設(shè)有距離，進(jìn)而便于鋼架底柱的熱脹冷縮，避免其物理效應(yīng)導(dǎo)致裝置產(chǎn)生形變而影響裝置的使用質(zhì)量，有效增強(qiáng)裝置的耐用性與穩(wěn)定性。

卡件的形狀大小與定位件的形狀大小相互匹配，且卡件和定位件分別通過固定螺栓與底柱和地基固定連接。裝置通過定位件使得裝置通過卡件與其卡接定位，進(jìn)而通過固定螺栓將其固定，并通過減震彈簧的作用，使其在受到外力作用時(shí)不易產(chǎn)生偏移，有效避免了一些安全隱患的發(fā)生，提升了裝置的穩(wěn)固性，便于裝置的安裝使用。

支撐柱的形狀大小與安裝座的形狀大小相互契合，且支撐柱嵌入式設(shè)置在安裝座的頂部。裝置設(shè)有安裝座，且安裝座的形狀大小與支撐柱的形狀大小相互契合，進(jìn)而通過其契合連接便于裝置的安裝使用。支撐柱嵌入式設(shè)置在安裝座的頂部，有效限定了支撐柱的使用位置，增強(qiáng)了其穩(wěn)定性[4]。安裝示意圖，如圖4所示。

1.3 工作原理

使用時(shí)，通過定位件使得裝置通過卡件與其卡接定位，進(jìn)而通過固定螺栓將其固定，并通過減震彈簧的作用，使其在受到外力作用時(shí)不易產(chǎn)生偏移，有效避免了一些安全隱患的發(fā)生，提升了裝置的穩(wěn)固性。通過設(shè)置安裝座，且安裝座的形狀大小與支撐柱的形狀大小相互契合，通過其契合連接便于裝置的安裝使用[5]。

1.4 注意事項(xiàng)

在進(jìn)行舊房改造前要對(duì)房屋進(jìn)行鑒定，判斷其能否滿足改造后荷載增加對(duì)已有建筑的影響。一般舊房已使用較長(zhǎng)年數(shù)，若已有建筑構(gòu)件不能滿足新增荷載，則需要對(duì)現(xiàn)有建筑物進(jìn)行加固。例如，通過增加桿件截面法、減小桿件自由長(zhǎng)度法和連接節(jié)點(diǎn)加固法等，對(duì)承載力不足的桿件或連接點(diǎn)進(jìn)行加固。在滿足安全的前提下，才能進(jìn)行舊房改造的施工和使用。

鋼架構(gòu)耐火性較差，溫度在150 ℃以下時(shí)，鋼材基本穩(wěn)定。當(dāng)溫度在300～400 ℃時(shí)，鋼材彈性和強(qiáng)度開始下降。當(dāng)溫度在600 ℃時(shí)，鋼材幾乎完全破壞。所以，鋼材需要刷防火涂料，使其滿足相應(yīng)的耐火極限要求。在水分較多或腐蝕物質(zhì)較強(qiáng)的地方很容易出現(xiàn)銹蝕，此時(shí)還需要進(jìn)行除銹、鍍鋅等，同時(shí)需定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。

構(gòu)建鋼架后不可隨意改變結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗母鱾€(gè)構(gòu)件都是連接在一起的，私自更改會(huì)存在安全隱患。

2 結(jié)語

過多的大拆大建增加了相關(guān)部門的資金壓力和工作量，因此恢復(fù)性修建、保護(hù)性修建才適應(yīng)新時(shí)代城市戰(zhàn)略定位的城市更新。城市化進(jìn)程中不能盲目拆舊樓建新樓，推進(jìn)舊城改造需符合城市發(fā)展規(guī)律，以減輕老舊小區(qū)居民的生活壓力。該舊房改造用的穩(wěn)固性強(qiáng)的鋼架構(gòu)設(shè)置安裝座，且安裝座的形狀大小與支撐柱的形狀大小相互契合，進(jìn)而通過其契合連接便于裝置的安裝使用。該裝置通過固定件的作用，對(duì)底柱進(jìn)行輔助固定，并通過其內(nèi)部設(shè)置的彈簧及留設(shè)距離減少裝置壓力，使其不易產(chǎn)生偏移。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置簡(jiǎn)單易操作，提高了裝置的使用性。該舊房改造用的穩(wěn)固性強(qiáng)的鋼架構(gòu)，通過設(shè)置定位件，使得裝置通過卡件與其卡接定位，進(jìn)而通過固定螺栓將其固定，并通過減震彈簧的作用，有效避免了一些安全隱患，提升了裝置的穩(wěn)固性。該裝置使用時(shí)通過固定螺栓和螺孔的螺紋連接直接安裝即可，便于安裝拆卸，在裝置出現(xiàn)破損情況時(shí)便于實(shí)現(xiàn)快速更換，有效降低了后續(xù)維護(hù)成本，增強(qiáng)了裝置的實(shí)用性。