顶层抽柱换双梁托换一例

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【摘要】本文介绍了某四层框架结构建筑顶层抽柱加固设计实例，本工程改造的原则是先进行新增加附壁柱及托换梁的施工，待以上结构达到承重要求后再拆除设计中不保留的框架柱，对原有结构损伤较小。

【关键词】抽柱 梁托换 改造

一、工程概况

浙江省义乌市某铁路派出所办公楼为四层框架结构。一至三层主要为羁押室、办公室等，四层为①～④为会议室，其它为休息室，层高均为3.5米。原结构将框架柱都伸到屋顶，使得会议室内正中间立有两根框架柱，严重影响使用，根据用户要求立柱Z1、Z2必须取消。

二、方案确定

方案一钢梁托换，在既有KL4-4上下加设钢梁，并与混凝土梁采用密集的化学锚栓联接，形成一个结构受力整体(如图)。

图1该方案虽理论计算可行，但实际施工中有相当大的难度。首先，必须将Z1、Z2凿除后才能进行钢梁施工，因此，原框架柱位置需设临时支撑，施工风险较大；其次，后加的钢结构能否与原混凝土梁形成整体没有把握。

图2方案二混凝土梁加大截面托换，在既有KL4-4外抱一根钢筋混凝土梁。该方案虽能将新老梁结合在一起，但还是需先凿柱。

在否决了以上两方案后产生了方案三――双梁托换，即在框架柱两侧各设一根钢筋混凝土梁，并在屋面上相连接(如图)。该方案特点是原框架柱拆除前新增托换梁不承重，托换梁达到设计强度后，再进行柱拆除，不需设临时支撑；新增托换梁遇原有梁、柱交叉节点时直接通过，保留原来的梁KL4-2不受破坏，还可在其下设置吊筋，以承受其传来的集中荷载。托换梁突出屋面部分，可隐藏在屋面保温层及找坡层内，不影响屋面排水。

三、设计与施工

首先，计算模型的确定，为了不增加Z3、Z4的弯距，将托换梁与柱连接采用铰接，在Z3、Z4边(即托换梁下)增设250×250附壁短柱，短柱自三层楼面梁起，并与Z3、Z4可靠联结(实际上短柱可看作牛腿)；根据计算结果配置钢筋后，然后，采用结构设计软件进行房屋的整体计算，托换梁断面尺寸按500×850输入。根据计算结果发现，仅KL4-2及Z3、Z4内力及配筋略有变化，全楼其它既有的梁柱均无明显变化。因原设计梁、柱、基础均有一定余量，计算结果能够满足，其它部位均无须加固。经理论计算，托换梁最大计算扰度7.92mm，最大裂缝宽度0.18mm，符合要求。

图3托换施工首先进行的是双梁相应位置处的屋面板以及Z3、Z4边填充墙的凿除；第二步：为了使新老混凝土结合牢固，在既有梁柱上植筋，植筋采用300mm长Φ12钢筋中距200，新老混凝土需结合处均设置；第三步：附壁柱支模、绑扎钢筋及浇灌混凝土；第四步：托换梁支模、绑扎钢筋及浇灌混凝土；最后，待混凝土达到设计强度后，采用切割机，将Z1、Z2拆除，拆除时采用仪器密切观测，经观测，双梁实际扰度仅3.8mm。

四、结束语

2006年5月，施工完成，使用至今，经数次设计回访，均未发现结构问题，各项技术指标均在允许范围内，使用单位也相当满意。为了满足新的建筑功能要求，更好地利用建筑空间，使用单位经常要求在原建筑物抽柱，从而需要进行加固改造设计，本文提出的双梁托换法，可以为设计人员提供参考。

(作者单位：浙江杭州铁路设计院)