旧工业厂房墙上开大门洞探讨
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摘要:旧厂房的墙上开设大门,在施工中应先做混凝土基础、再施工柱和托梁,待混凝土达到设计强度后,最后拆墙。
关键词:大门洞;格构式托梁;钢盒支撑;钢托梁
On How to Open the Big Entry in a Wall ofthe Old Workshop
Zheng Wei
(Hunan Urban Construction College, Xiangtan Hunan, 411101)
Abstract: To open a big entry in a wall of the old workshop, one should firstly lay the concrete foundation, then construct the first column and the wall-holding column,and, after the concrete achieving the design intensity, finally open the wall.
Key Words: big entry; trellis trpe joist; steel box support; steel joist
1.前言
许多工厂的厂房建的年代较早,随着经济的发展,这些老厂房已不能满足生产的要求,有的墙上原有门洞太小,需要扩大,有的原来没有大门,要重新开设大门,以满足大型车辆的进出,这都要求在墙上开大门洞,门洞宽度至少在4.5米以上。要拆除门洞范围内的墙体,必须增加梁进行托换,利用梁来承受上部墙体的荷载,并通过柱传到基础。本文介绍几种在工业厂房砖墙上开大门洞的方法,以便同仁参考。
2. 构件设计
2.1托梁
砖墙拆除后,依靠托梁承受门洞上部墙体荷载,它是非常重要的构件,设置托梁时必需考虑下面几点:
(1)了解门洞以上墙体的高度和墙体上作用有哪些荷载,以便设计时不漏掉荷载。必须检查墙体原来的砌筑质量,如质量太差,还应加固原砖墙。加固方法可以采用钢筋网加喷射混凝土。
(2)托梁的刚度要大。因为工业厂房层高较高,托梁上部有很高的砖墙,梁上荷载大,而梁不允许有较大的变形,否则梁上墙体会开裂。一般要求托梁的挠度控制在1/800以内。
(3)设计时,梁的安全系数宜比普通梁适当提高,因为普通梁是随施工过程逐步加载的,而托梁是瞬时加载的。
2.2框架柱
框架柱有混凝土柱和钢柱,选择柱应考虑下面几点:
(1)施工要方便。因为门洞施工时场地狭窄,柱施工可能不能一次完成。
(2)框架柱应与托梁相对应。一般钢梁应选择钢柱,便于焊接,形成钢框架。混凝土托梁应选择混凝土梁,以便形成混凝土框架,加强整体性。
(3)如果门洞边原来有混凝土构造柱,则宜保留构造柱,可以采用加大截面法加大构造柱。
2.3基础
(1)尽量拆除柱下原砖墙基础,重新做混凝土基础,同时,在原墙荷载的作用下,地基已压密实,地基承载力比原来更高。
(2)如原砖基础拆除有困难,可以用新混凝土基础包裹原砖基础,如图一所示。施工时要注意原砖基础与新加混凝土基础之间的连接,可以采用植筋处理。
3. 砖墙上开大洞的实用方法
方法一、格构式托梁拆墙法
1)先在洞口的两侧地面以下(柱下)各做一个混凝土基础;
2)拆除柱位处的砖墙,施工混凝土柱(混凝土柱与砖墙应采用马牙槎连接);
3)在大门顶部墙上开洞,穿越短梁LL1钢筋骨架,然后绑扎边梁KL1钢筋骨架,浇筑混凝土,边梁及短梁混凝土同时灌满;
4)待基础、柱及梁混凝土达到设计强度后,拆除洞口部位的砖墙。如图二所示。
方法二:钢盒支撑托梁拆墙法
1)先在洞口的两侧地面以下(柱下)各做一个混凝土基础;
2)拆除柱位处的砖墙,施工混凝土柱(混凝土柱与砖墙应采用马牙槎连接);
3)在大门顶部墙上开洞,每次凿洞500mm长,高度同梁高,再塞入钢支座,钢支座必须与原墙顶紧(如有空隙,可打入薄钢板顶紧)。
4)在钢支座内穿入梁钢筋,支喇叭口模板,浇灌细石混凝土,仔细振动密实,混凝土凝固后,拆除梁喇叭口侧模,用切割机沿墙边切除多余的混凝土,使梁保持与墙同宽。
5)待基础、柱及梁混凝土达到设计强度后,拆除洞口部位的砖墙。如图三所示。
方法三:钢托梁拆墙法
1)在洞口的两侧各做一个混凝土基础;在基础上预埋钢板,以便与钢柱焊接。
2)拆除柱位处的砖墙,施工洞口两边的钢柱(采用槽钢或工字钢);
3)在大门顶部墙上开槽,先凿掉墙厚的一半(即120厚墙),留另一半墙作为支撑,在凿掉的半边墙内塞入一根槽钢梁,钢梁必须与原墙顶紧,与两端钢柱焊接牢固。再凿掉另半边墙,在凿掉的半边墙内又塞入一根槽钢梁,钢梁必须与原墙顶紧,与钢柱焊接牢固。
4)拆除洞口部位的砖墙。
5)两根槽钢梁用钢缀板在底部每隔300间距焊接,使两根槽钢梁联成整体,共同受力。
4.方案比较
方法一和方法二的优点:施工方便,全混凝土现浇结构,整体性好,体系传力可靠,受力合理,适用于大跨度洞口。
方法一和方法二的缺点:(1)因为混凝土全部现浇,基础、柱、梁要达到设计强度才能拆墙,故施工工期较长,不能及时提供工作面,影响厂房生产的时间相对较长。(2)混凝土凝结过程中,厂房不能有过大的振动,否则影响混凝土的质量。故对于有大吨位吊车的厂房,必须注意振动的影响。(3)方法一墙两侧有混凝土夹梁,突出墙外,影响美观。(4)方法二因为有钢盒支撑,故耗钢量较大,造价相对较高。
方法三优点:施工方便,速度快,工期短,对厂房内生产的影响较小。适用于甲方要求较急,工期很短的情况。
方法三缺点:(1)原结构是砌体,新加结构是钢结构,两种结构不便于连接,形成整体较困难,不便于共同工作。(2)在凿去墙厚一半时,墙体承载力弱,稳定性较差(采用此方法,事先要对上部砖墙进行部分卸载)。(3)采用钢梁和钢柱,故耗钢量较大。
5.设计及施工注意事项
(1)施工前要进行周密的施工组织设计。
(2)有较大吨位吊车的厂房,在吊车工作时,墙体会有较大的振动,而新加结构与原结构又难以真正地整体工作,故设计时,新加结构的承载力宜提高15%左右。
(3)在施工过程中,对受力较大的拆除结构要进行卸荷,初步实现力的转换。
(4)新增结构必须与原结构相拉结,以加强整体性,共同工作。洞口两侧的混凝土柱与砖墙连接处,砖墙须拆成马牙槎,并在砖墙内每500间距打入膨胀螺栓,再焊上短拉结钢筋伸入混凝土柱内。
(5)在混凝土基础、柱及梁内掺入混凝土膨胀剂,使混凝土与砖墙更牢固的结合起来。
(6)拆墙时,从中间开始向两边拆除。大洞口砖墙宜分两次拆除,第一次拆除墙的三分之二,仔细观察一天,注意原结构及新加结构是否开裂,沉降是否正常等,以便及时处理。
(7)施工过程中,应尽量避免破坏原结构,注意采取有效的监测措施。
(8)施工时,必须上一道工序完成后才能进行下一道工序施工,不能几道工序同时施工。
5.结语
在旧厂房墙上开大洞时,格构式托梁拆墙法, 钢盒支撑托梁拆墙法,钢托梁拆墙法都是行之有效的方法。施工之前必须做好墙体卸载工作,并编制详细的施工方案,确保工程质量和安全。
参考文献:
[1]王济川,卜良桃.建筑工程结构鉴定、改造与加固[M].湖南科学技术出版社,1999.
作者简介:郑伟(1965.3 ),男,湖南衡阳人,硕士研究生,湖南城建职业技术学院土木工程系副教授。