CN104675140A - 新增承重柱安装及屋架荷载转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，包括柱基预压、承重柱分段、分段安装承重柱、移除柱基预压四个步骤。本发明不需要顶升和落架屋架结构就能实现新增承重柱安装及屋架荷载有效转移，还不会造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化。

Description

新增承重柱安装及屋架荷载转移方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种新增承重柱安装及屋架荷载转移方法。

背景技术

工业厂房的承重结构有墙体承重结构和骨架承重结构两种，通常骨架承重结构是最常用的工业厂房承重结构。骨架承重结构包括设置在工业厂房上部的屋架结构和设置在屋架结构正下方柱基上的承重柱，承重柱和屋架结构通过屋架结构的屋架支座或者承重柱的牛腿连接起来，通过连接点将屋架结构的荷载转移到承重柱上。

工业企业在进行生产工艺更新或者调整时，需要对现有的工业厂房进行适应性改造；其中，工艺设备布局的需要，在屋架结构下面新增承重柱，通过承重柱布局的改变来实现工业厂房结构的实质性调整，相较于工业厂房的不具有承重能力的构造柱布局的调整，承重柱布局的调整，作业要求高、作业难度大、作业工序多，现有的构造柱新增办法没有应用到承重柱新增作业中的可能。

现有的在工业厂房中新增承重柱的方法是，先在要设置承重柱的位置设置并夯实柱基；接着在柱基两侧，屋架托架的正下方设置顶升装置，用顶升装置将屋架结构顶升到预定高度，在顶升装置侧设置用于临时承载屋架结构荷载的临时支撑架，放下顶升装置；在柱基上设置承重柱，完成承重柱安装后，顶升顶升装置，让屋架的荷载转移到顶升装置上，移除临时支撑架；操作顶升装置，让屋架结构的屋架支座落架到承重柱上；采用螺栓连接或者焊接连接的方式将承重柱的屋架连接端和屋架支座固定连接，承重柱新增完成后，移除顶升装置。由于上述方案涉及重荷载的屋架结构的顶升和落架，作业难度很大，稍有不慎就可能产生安全事故，由于需要设置在柱基两侧的顶升装置协同作业，及设置在柱基两侧、顶升装置旁的临时支撑架协同作业，才能实现承重柱的安装及屋架荷载的转移，作业程序多，作业流程长，只要其中的一个操作不到位，就会影响到承重柱的安装质量，及影响到屋架荷载的有效转移。为了有效监测作业施工的有效性，采用监测装置对支顶位移和支顶反力等施工参数进行检测，但该方式又会极大增加作业量。

综上所述，现有的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，通过顶升屋架给新的承重柱的安装提供操作空间，安装完成后，再将屋架结构落架搭接在新增承重柱上，实现屋架荷载的转移。现有的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法涉及需要协同作业的设备多，作业流程长，操作难度大；当需要在多点设置承重柱时，又需要花费较长的时间和较多的工作，用于搬迁相关设备。因此，通过上述方法进行厂房承重柱布局改造，改造所需时间长，改造成本很高，还容易造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要顶升和落架屋架结构的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，从而进一步降低新增承重柱的安装的工作量，提高工作效率，降低工厂厂房改造的成本。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，包括以下步骤：

步骤1、柱基预压：对土建验收合格的柱基，在柱基上留出承重柱安装空间，在承重柱安装空间外的柱基上设置压力装置，压力装置施加给柱基的荷载为新增承重柱所需承载的屋架荷载的90％～120％；

步骤2、承重柱分段：根据承重柱的结构将承重柱截分成多段，包括用于连接屋架支座的屋架连接段、用于连接柱基的柱基设置段和至少一段中间段；

步骤3、分段安装承重柱：使用吊装装置将承重柱的柱基设置段安装在柱基上，并找正、固定，使用吊装装置将承重柱的中间段平移吊装到柱基设置段上，并找正、固定，使用切割工具在厂房原屋架托架上切割出承重柱的屋架连接段安装槽，使用吊装装置将承重柱的屋架连接段安装在中间段上，通过屋架连接段安装槽将承重柱的屋架连接段的上部卡固在厂房原屋架托架上，连接点找正后，将屋架连接段和中间段固定，使用电焊将将屋架连接段与原屋架托架焊接固定；

步骤4、移除柱基预压：完成分段安装承重柱后，采用对称点同时移除压力装置施加给柱基的荷载方式移除压力装置施加给柱基的荷载，柱基在自身的弹性应力作用下向上运动，承重柱逐渐承载屋架荷载。

进一步，步骤1压力装置施加给柱基的荷载等于新增承重柱所需承载的屋架荷载。

进一步，步骤2承重柱分段为：设计时，承重柱采用分段设计，邻两段承重柱之间具有相互嵌套的连接结构，制造时，承重柱采用分段制造。

本发明新增承重柱安装及屋架荷载转移方法适用于工业厂房的承重柱布局的改造，当然，也适用于骨架承重结构和工业厂房类似的建筑物的承重柱布局的改造。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，由于采用柱基预压，使柱基暂时低于改造后的正常高度，具有为承重柱预留出安装空间的技术作用，从而不需要顶升屋架结构就能实现承重柱的安装；由于采用承重柱分段，截分成的承重柱段，重量较轻，体积较小，对吊装空间及吊装设备的要求也就变低，从而可以在相对狭窄的空间，采用体积较小的吊装装置吊装承重柱；由于采用分段安装承重柱，可根据每段承重柱的结构特点和重量特点及厂房特定的空间结构，设计合适的安装固定方式，且只有重量远低于分段前的承重柱重量的屋架连接段在其吊装阶段会同屋架进行卡合接触，从而既降低承重柱和屋架结构相磕碰造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化的几率，也降低承重柱安装的操作难度，承重柱的安装更易于实现，安装质量和安装效率均大幅提高；由于采用移除柱基预压，柱基在自身的弹性应力作用下带动承重柱逐渐小幅度向上运动，从而实现屋架结构荷载逐渐平稳地转移到新增的承重柱上；从整体上看，本发明的各个步骤在技术上相互关联，从而实现不需要采用众多的设备和工作人员顶升屋架结构，就能给新增承重柱留出安装的空间，本发明不需要采用众多的设备和工作人员落架屋架，就能实现屋架结构的荷载平稳转移到新增承重柱上。相较于现有技术大幅度顶升和落架屋架结构，本发明仅在屋架托架上开设屋架连接段安装槽，因此本发明不会造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化。

2、本发明的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，由于采用压力装置施加给柱基的荷载等于新增承重柱所需承载的屋架荷载的技术方案，既便于新增承重柱的安装，又利于后续安装后柱基快速复原，安装后的新增承重柱，能及时有效承载屋架结构的荷载，屋架结构不会产生向下变形，从而确保原厂房各组成结构的受力状况不发生变化；由于采用设计时，承重柱采用分段设计，邻两段承重柱之间具有相互嵌套的连接结构，制造时，承重柱采用分段制造的技术方案，有利于各承重柱段连接时对齐、找正，能有效提高连接质量。

附图说明

图1为本发明的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法的实施流程图。

图2为本发明实施时柱基预压的示意图

图3为本发明的承重柱的分段的示意图。

图4为本发明实施时中间段平移吊装的示意图

图2、图3、图4中的附图标记分别表示为：1-柱基，2-承重柱，3-压力装置，4-地面，201-柱基设置段，202-中间段，203-屋架连接段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示,本发明的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，包括柱基1预压、承重柱2分段、分段安装承重柱2、移除柱基1预压四个步骤，具体过程如下：

步骤1、柱基1预压：对土建验收合格的柱基1，在柱基1上留出承重柱2安装空间，在承重柱2安装空间外的柱基1上设置压力装置3，压力装置3施加给柱基1的荷载为新增承重柱2所需承载的屋架荷载的90％～120％。

实施时，通常柱基1的上表面要略高于地面4,本领域技术人员，可以采用机械装置向柱基本体上端面的外周施加向下压应力，也可以直接在柱基1上码放钢坯，或其他重金属锭，如铅锭，让柱基1向下产生弹性变形，经试验，压力装置3施加给柱基1的荷载小于新增承重柱2所需承载的屋架荷载的80％，柱基1向下产生弹性变形量不足以给新增承重柱2的安装流出富余的安装空间，压力装置3施加给柱基1的荷载大于新增承重柱2所需承载的屋架荷载的120％，会造成柱基1产生一定量的永久弹性变形，不利于后续屋架结构压实在新增承重柱2上。如新增承重柱2所需承载的屋架荷载为50吨，就可以在承重柱2安装空间外的柱基1上码放45吨～60吨的钢坯。

通过实验还发现，压力装置3施加给柱基1的荷载等于新增承重柱2所需承载的屋架荷载时，既便于新增承重柱2的安装，又利于后续安装后柱基1快速复原，安装后的新增承重柱2，能及时有效承载屋架结构的荷载，屋架结构不会产生向下变形，从而确保原厂房各组成结构的受力状况不发生变化。

本步骤由于采用柱基1预压，使柱基1暂时低于改造后的正常高度，具有为承重柱2预留出安装空间的技术作用，从而不需要顶升屋架结构就能实现承重柱2的安装。

步骤2、承重柱2分段：根据承重柱2的结构将承重柱2截分成多段，包括用于连接屋架支座的屋架连接段203、用于连接柱基1的柱基设置段201和至少一段中间段202；

实施时，采用切割工具，先将承重柱2的屋架连接部分截取下来，再将承重柱2的柱基1连接部分截取下来，根据厂房的高度及承重柱2的长度，决定承重柱2的中间部分将截分成几个中间段202。对于普通厂房来说，为了确保安装后的承重柱2具有最少的分段连接点，优选的是，承重柱2的中间部分不再进一步截分，对于高度较高的厂房，为了便于承重柱2的安装，通常根据施工需要将承重柱2的中间部分截分成两到三个中间段202。

为了提高后续承重柱2各段的安装连接质量，优选的是，设计时，承重柱2采用分段设计，邻两段承重柱2之间具有相互嵌套的连接结构，制造时，承重柱2采用分段制造。上述分段设计和制造的承重柱2，相较于采用切割工具截分的承重柱2段，固定连接时，更容易找正，同时连接质量也更高。

本步骤由于采用承重柱2分段，截分成的承重柱2段，重量较轻，体积较小，对吊装空间及吊装设备的要求也就变低，从而可以在相对狭窄的空间，采用体积较小的吊装装置吊装承重柱2。

步骤3、分段安装承重柱2：使用吊装装置将承重柱2的柱基设置段201安装在柱基1上，并找正、固定，使用吊装装置将承重柱2的中间段202平移吊装到柱基设置段201上，并找正、固定，使用切割工具在厂房原屋架托架上切割出承重柱2的屋架连接段203安装槽，使用起升装置将承重柱2的屋架连接段203安装在中间段202上，通过屋架连接段203安装槽将承重柱2的屋架连接段203的上部卡固在厂房原屋架托架上，连接点找正后，将屋架连接段203和中间段202固定，使用电焊将将屋架连接段203与原屋架托架焊接固定；

实施时，吊装工具可以是吊车，也可以是可滑行移动的电动葫芦，优选使用吊车，切割装置优选为氧乙炔火焰切割，焊接工具优选为手工电弧焊焊接,使用吊装装置将承重柱2的柱基设置段201吊装到柱基1上后，用斜铁对承重柱2的柱基设置段201加以固定，屋架连接段203与中间段202之间、中间段202与柱基设置段201之间、或者中间段202与中间段202之间的固定方式均为焊接连接。

相较于现有技术的新增承重柱2安装方法，本步骤不需要采用大量的设备协同配合顶升屋架结构，而采用分段安装承重柱2，由于能根据每段承重柱2的结构特点和重量特点及厂房特定的空间结构，设计合适的安装固定方式，且只有重量远低于分段前的承重柱2重量的屋架连接段203在其吊装阶段会同屋架进行卡合接触，从而既降低承重柱2和屋架结构相磕碰造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化的几率，也降低承重柱2安装的操作难度，承重柱2的安装更易于实现，安装质量和安装效率均大幅提高，可以快速完成厂房多点的新增承重柱2安装固定。

步骤4、移除柱基1预压：完成分段安装承重柱2后，采用对称点同时移除压力装置3施加给柱基1的荷载方式移除压力装置3施加给柱基1的荷载，柱基1在自身的弹性应力作用下向上运动，承重柱2逐渐承载屋架荷载。

实施时，如果采用钢坯作为压力装置3，则作业人员采用同时对称移除的方式移除码放在柱基1上的钢坯。

本步骤采用移除压力装置3施加在柱基1上的荷载，从而柱基1在自身的弹性应力作用下带动承重柱2逐渐小幅度向上运动，使屋架结构荷载逐渐平稳地转移到新增的承重柱2上。相较于现有技术采用众多设备协同作业的大幅度落架的实施方式，容易造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化，本步骤的实施方式只需简单移除压力装置3施加给柱基1的荷载，利用柱基1自身的弹性应力，就能让屋架结构的荷载逐渐平稳地转移到新增承重柱2上，显然，相较于现有技术，本步骤在实施上简单很多，更容易实现，实施成本更低，实施效果更好。

以上是本发明的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法的实施过程。从上述实施过程可看出，本发明不需要采用众多的设备和工作人员顶升屋架结构，就能给新增承重柱2留出安装的空间，本发明不需要采用众多的设备和工作人员落架屋架，就能实现屋架结构的荷载平稳转移到新增承重柱2上。相较于现有技术大幅度顶升和落架屋架结构，本发明仅在屋架托架上开设屋架连接段203安装槽，因此本发明不会造成原厂房各组成结构的受力状况发生变化。

Claims (3)

1.新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、柱基预压：对土建验收合格的柱基，在柱基上留出承重柱安装空间，在承重柱安装空间外的柱基上设置压力装置，压力装置施加给柱基的荷载为新增承重柱所需承载的屋架荷载的90％～120％；

步骤2、承重柱分段：根据承重柱的结构将承重柱截分成多段，包括用于连接屋架支座的屋架连接段、用于连接柱基的柱基设置段和至少一段中间段；

步骤3、分段安装承重柱：使用吊装装置将承重柱的柱基设置段安装在柱基上，并找正、固定，使用吊装装置将承重柱的中间段平移吊装到柱基设置段上，并找正、固定，使用切割工具在厂房原屋架托架上切割出承重柱的屋架连接段安装槽，使用吊装装置将承重柱的屋架连接段安装在中间段上，通过屋架连接段安装槽将承重柱的屋架连接段的上部卡固在厂房原屋架托架上，连接点找正后，将屋架连接段和中间段固定，使用电焊将将屋架连接段与原屋架托架焊接固定；

步骤4、移除柱基预压：完成分段安装承重柱后，采用对称点同时移除压力装置施加给柱基的荷载方式移除压力装置施加给柱基的荷载，柱基在自身的弹性应力作用下向上运动，承重柱逐渐承载屋架荷载。

2.根据权利要求1所述的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，其特征在于，步骤1压力装置施加给柱基的荷载等于新增承重柱所需承载的屋架荷载。

3.根据权利要求1所述的新增承重柱安装及屋架荷载转移方法，其特征在于，步骤2所述承重柱分段为：

设计时，承重柱采用分段设计，邻两段承重柱之间具有相互嵌套的连接结构，制造时，承重柱采用分段制造。