CN105804428A - 后增结构柱竖向变形控制结构制作方法 - Google Patents

后增结构柱竖向变形控制结构制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，旨在提供一种可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形的问题的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法。后增结构柱竖向变形控制结构制作方法依次包括以下步骤：A：浇筑增层地下室的增层地下室底板，并在增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；B：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；C：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起；D：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；E：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出。

Description

后增结构柱竖向变形控制结构制作方法
技术领域
本发明涉及建筑物地下增层施工领域，具体涉及一种后增结构柱竖向差异变形控制结构制作方法。
背景技术
随着城市化进程的不断发展，城市土地资源和空间发展的矛盾和问题日益突出，地下空间的利用不断立体化，城市建设呈现出地上—地下表层—深度地下的发展趋势。合理开发和利用城市既有建筑地下室以下空间，是当前解决城市土地资源和空间发展矛盾的有效途径之一。增建地下室施工中，在开挖土方至设计基底标高并施工新的基础承台和底板后，需要进行地下增层结构托换体系施工。而在竖向支承体系托换中，由于工程桩不在结构柱轴线位置，需要将由工程桩承担的全部荷重转移至新增地下室内的后增结构柱上。另外，由于新增地下室净高的要求，需要将原地下室承台切除部分，使原地下室承台的底面与保留的原基础梁底齐平。
目前增层地下室的竖向支承体系托换中，一般采用在增层地下室的底板与原建筑物结构柱之间浇筑混凝土柱，形成增层地下室内的后增结构柱；然后将增层地下室内的工程桩切除，将由工程桩承担的荷重转移至后增结构柱上。目前增层地下室的竖向支承体系托换中，增层地下室内的后增结构柱在全楼重力荷载作用下将产生一定的压缩差异变形，这将导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构（包括原地下结构）产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响。另一方面，在长期使用过程中柱混凝土本身的收缩徐变效应也将进一步增大其压缩变形，进一步增大这种不利影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法。
本发明的技术方案是：
一种后增结构柱竖向变形控制结构制作方法包括建筑物的竖向结构柱、建筑物的原地下室底板、原地下室承台、位于原地下室承台下方的工程桩及往下开挖并在原地下室底板下方形成的增层地下室，后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱，
后增结构柱竖向变形控制结构制作方法依次包括以下步骤：
A：浇筑增层地下室的增层地下室底板，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；
B：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，所述柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；
C：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载；
D：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；
E：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出；
F：进行钢筋混凝土柱的浇筑。
本方案的后增结构柱首先通过顶紧装置及柱内型钢柱预先转移需要拆除的工程桩承担的大部分重力荷载；然后在柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连后再将顶紧装置卸载取出；从而达到预先将工程桩承担的大部分重力荷载转移到柱内型钢柱上的目的。由于在增层地下室内的工程桩切除之前，工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上；因而可以有效控制增层地下室内的工程桩切除后（即增层地下室的竖向支承体系托换中），在全楼重力荷载作用下后增结构柱产生压缩变形的问题；从而有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题。
另一方面，利用型钢柱无后期徐变的特点；从而有效解后期使用过程中后增结构柱产生压缩变形的问题，以达到有效控制地下室增层结构柱竖向变形，确保地下增层结构的安全。
作为优选，原地下室底板内具有建筑物的原基础梁，所述原地下室承台的下表面位于原基础梁的下方；
所述F步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：
F1：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；
F2：将增层地下室内、位于原基础梁下方的原地下室承台切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与原基础梁的下表面齐平；
F3：将钢筋混凝土柱由F1步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。
虽然在增层地下室内的工程桩切除之前，工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上；但在原地下室承台切除过程中原地下室承台内的工程桩也将被一同切除，因而在原地下室承台切除后仍就有部分的重力荷载会转移到柱内型钢柱上，而柱内型钢柱的长度与其承载能力是成反比的；并且柱内型钢柱在没有被混凝土柱加固前所经历的时间越长，柱内型钢柱发生失稳的风险越大；为了有效降低后增结构柱的柱内型钢柱发生失稳的风险，同时保证后增结构柱顶部混凝土的浇筑质量，本方案采用二次混凝浇工艺来施工后增结构柱的钢筋混凝土柱。
本方案在工程桩所承担的大部分重力荷载已经预先转移到柱内型钢柱上后，首先将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；这样可以在短时间内将柱内型钢柱的由下往上的大部分型钢柱通过混凝土柱加加强，共同承担竖向荷载，极大的提高柱内型钢柱的整体承载能力；然后再将原基础梁下方的原地下室承台切除，这样可以有效避免因原地下室承台切除后仍就有部分的重力荷载会转移到柱内型钢柱上，而导致柱内型钢柱发生失稳的问题。
同时，由于一次混凝浇筑段的上端与原地下室承台下表面之间留有间隙，这样可以便于原地下室承台切除操作，同时，可以方便钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段的浇筑施工，并更好的确保有限空间内二次混凝浇筑段的浇筑质量。
作为优选，柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱上方的上型钢柱，上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚，且上型钢柱的长度大于L米。
由于钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段位于原地下室承台下方的L米位置，因而柱内型钢柱上端往下的L米内的柱内型钢柱并未被一次混凝浇筑段加固，为了进一步避免在原地下室承台内切除过程中以及二次混凝浇筑段施工过程中，柱内型钢柱上端往下的L米内的柱内型钢柱发生失稳，因而本方案加厚上型钢柱的厚度（上型钢柱的长度大于L米），增大上型钢柱的强度和刚度；这样可以在降低型钢柱用材成本的前提下，保证柱内型钢柱混凝土浇筑前不发生失稳。
作为优选，F2步骤与F3步骤之间还包括如下步骤：F21：在原地下室承台的下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍焊接相连后通过螺栓安装在竖向结构柱上。
本方案结构可以有效提高因原基础梁下方的原地下室承台切除，而裸露出的竖向结构柱的强度，进一步提高后增结构柱的整体强度。
作为优选，F21步骤中还包括：在原地下室承台的下表面上安装钢支撑板，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。本方案的钢支撑板可以加强原承台部分切除后的承台下表面区域。
作为优选，柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱下方的下型钢柱，所述型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间，且主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。
本发明的有益效果是：可以有效解决目前增层地下室内的后增结构柱在托换过程中以及后期使用过程中会产生一定的压缩差异变形，导致柱与柱之间、柱与剪力墙之间差异变形，并引起在既有上部结构产生不同程度的附加内力和变形，对上部结构将产生不利影响的问题；以达到有效控制地下室增层结构柱竖向变形，确保地下增层结构的安全。
附图说明
图1是本发明的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法在施工过程中的一种结构示意图。
图2是图1中A-A处的一种剖面结构示意图。
图3是图1中B-B处的一种剖面结构示意图。
图4是本发明的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法在施工柱顶钢套箍过程中的一种结构示意图。
图中：原地下室底板1，原基础梁2，竖向结构柱3，原地下室承台4，工程桩5，顶紧装置6，增层地下室底板7，柱内型钢柱8、型钢柱端板81、上型钢柱82、型钢柱上支撑板83、主型钢柱84、型钢柱下支撑板85、下型钢柱86、焊接支撑底板87，柱顶钢套箍9，钢支撑板10。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1、图2、图3所示，一种后增结构柱竖向变形控制结构制作方法包括建筑物的竖向结构柱3、建筑物的原地下室底板1、原地下室承台4、位于原地下室承台下方的工程桩5及往下开挖并在原地下室底板下方形成的增层地下室。原地下室底板内具有建筑物的原基础梁2。原地下室承台的下表面位于原基础梁的下方。本实施例的原地下室底板是指建筑物最底层的地下室的底板。
后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱8。柱内型钢柱竖直设置。柱内型钢柱包括主型钢柱84、位于主型钢柱上方的上型钢柱82及位于主型钢柱下方的下型钢柱86。上型钢柱的上的设有型钢柱端板81。主型钢柱与上型钢柱之间设有型钢柱上支撑板83。主型钢柱及上型钢柱与型钢柱上支撑板之间通过焊接相连。上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚。上型钢柱的长度大于L米（本实施例中L取值为0.5，即上型钢柱的长度大于0.5米）。柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板85，具体说是，型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间。主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。
后增结构柱竖向变形控制结构制作方法依次包括以下步骤：
A：浇筑增层地下室的增层地下室底板7，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板87。
B：将柱内型钢柱8置于焊接支撑底板与竖向结构柱3之间。
C：如图1、图2所示，在型钢柱下支撑板85与焊接支撑底板之间放置顶紧装置6；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载。本实施例的顶紧装置为液压千斤顶。
D：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连，具体说是，下型钢柱86的下端与焊接支撑底板焊接相连。
E：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出。
F：进行钢筋混凝土柱的浇筑；该步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：
F1：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置（本实施例中L取值为0.5），形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段。
F2：如图4所示，将增层地下室内、位于原基础梁2下方的原地下室承台4切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与原基础梁的下表面齐平；同时，将增层地下室内的工程桩切除。
F21：如图4所示，在原地下室承台的下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍9；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍焊接相连后通过螺栓安装在竖向结构柱上；
在原地下室承台的下表面上安装钢支撑板10，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。
F3：将钢筋混凝土柱由F1步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。

Claims (6)

1.一种后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，包括建筑物的竖向结构柱、建筑物的原地下室底板、原地下室承台、位于原地下室承台下方的工程桩及往下开挖并在原地下室底板下方形成的增层地下室，其特征是，后增结构柱包括设置在增层地下室内的钢筋混凝土柱及位于钢筋混凝土柱内的柱内型钢柱，
后增结构柱竖向变形控制结构制作方法依次包括以下步骤：
A：浇筑增层地下室的增层地下室底板，并在竖向结构柱下方的增层地下室底板的上表面预埋焊接支撑底板；
B：将柱内型钢柱置于焊接支撑底板与竖向结构柱之间，所述柱内型钢柱的下部设有型钢柱下支撑板；
C：在型钢柱下支撑板与焊接支撑底板之间放置顶紧装置；接着，通过顶紧装置将柱内型钢柱顶起，使柱内型钢柱的上端顶紧在竖向结构柱上；再接着，顶紧装置继续向上加载使柱内型钢柱承担建筑物的部分重力荷载；
D：将柱内型钢柱的下端与焊接支撑底板焊接相连；
E：顶紧装置卸载，然后将顶紧装置取出；
F：进行钢筋混凝土柱的浇筑。
2.根据权利要求1所述的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，其特征是，所述原地下室底板内具有建筑物的原基础梁，所述原地下室承台的下表面位于原基础梁的下方；
所述F步骤中的钢筋混凝土柱的浇筑工艺依次包括以下步骤：
F1：将钢筋混凝土柱由增层地下室底板往上浇筑至原地下室承台下表面下方L米位置，形成钢筋混凝土柱的一次混凝浇筑段；
F2：将增层地下室内、位于原基础梁下方的原地下室承台切除，使增层地下室内剩余的原地下室承台的下表面与原基础梁的下表面齐平；
F3：将钢筋混凝土柱由F1步骤中的一次混凝浇筑段的上端继续往上浇筑至原地下室承台的下表面，形成钢筋混凝土柱的二次混凝浇筑段。
3.根据权利要求1所述的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，其特征是，柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱上方的上型钢柱，上型钢柱的壁厚大于主型钢柱的壁厚，且上型钢柱的长度大于L米。
4.根据权利要求2或3所述的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，其特征是，所述F2步骤与F3步骤之间还包括如下步骤：
F21：在原地下室承台的下表面的下方的竖向结构柱上安装柱顶钢套箍；所述竖向结构柱位于柱顶钢套箍内，柱顶钢套箍包括左半套箍及右半套箍，左半套箍及右半套箍焊接相连后通过螺栓安装在竖向结构柱上。
5.根据权利要求4所述的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，其特征是，所述F21步骤中还包括：在原地下室承台的下表面上安装钢支撑板，且钢支撑板紧贴在原地下室承台的下表面上；所述钢支撑板上具有与柱内型钢柱相对应的避让口。
6.根据权利要求1或2所述的后增结构柱竖向变形控制结构制作方法，其特征是，所述柱内型钢柱包括主型钢柱及位于主型钢柱下方的下型钢柱，所述型钢柱下支撑板位于主型钢柱与下型钢柱之间，且主型钢柱的下端与型钢柱下支撑板相连接，下型钢柱的上端与型钢柱下支撑板相连接。
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