CN114687577A - 一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双榀钢‑混凝土组合转换加固桁架，包括钢构件以及由既有混凝土梁增大截面后形成的上弦杆，钢构件包括设置于上弦杆下方的双榀钢下弦杆、双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆、上弦杆预埋件以及下弦杆连接件，所有钢构件之间采用等强对接焊接连接，且桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱连接。与现有技术相比，本发明能够减少或消除抽柱改造过程中的卸载、荷载重新分配引起的二次应力和二次变形，新旧材料和构件更易共同作用，变形更易协同，刚度和强度大大增强，加固效果更加明显，施工操作更易实现，施工监测可靠性高，工程质量更易保证。
Description
技术领域
本发明涉及抽柱转换结构设计领域，尤其是涉及一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架。
背景技术
近年来，随着我国社会进步、国家经济建设的飞速发展和城镇化建设的推进，建筑行业快速发展，人们越来越注重结构布置的多样性和灵活性。既有建筑的功能需求与用途均不能满足现有需求，因此，需要在保存原来建筑形体的基础上，满足现有的使用空间、使用功能及安全性能要求的同时，对其进行加固和现代化使用功能的改造。
在我国众多的加固改造工程中，我们可以看到通过“抽柱转换”来增大结构的使用空间是很常见、也很适合的一种方法。既有框架结构在设计过程中局部抽掉其中某些柱子，以达到业主对建筑物使用功能的要求，不同的使用功能要求建筑物有不同的开间进深要求，比如局部作为餐厅、休闲场所的部位则要求有尽可能大的使用空间，由于抽柱转换对生产和生活产生的影响是局部，基本不影响结构的正常使用，施工时间短等优点，所以，近年来的商场改造中发展比较迅速。“抽柱转换”作为一种加大建筑使用空间的改造技术，使改造后的建筑满足了人们对结构使用空间的需要，提高了结构的使用效率，创造了新的社会价值。所以，该技术值得引起建筑界的广泛关注和深入研究。
目前，国内外抽柱转换的方法有：(1)悬吊转换法：适用在顶层抽住转换，设计思路是先在屋面上安装转换梁，而后用钢吊住抽柱位置的框架梁，从而将拟抽柱承担的荷载传递到新增转换梁上，再由转换梁传递到周边柱子上，最后传递到基础。此法用吊杆代替柱子，可以消除传统柱子中的稳定问题，不影响结构的净空，而且柔度大，自重轻，对结构抗震有一定不利影响。(2)混凝土托梁转换法：是一种加大截面法，抽柱后原有混凝土梁的跨度增大，抽出部分的上部传力路径发生局部变化，原被抽柱承受的荷载，转移到邻近柱上，相邻柱承受的荷载增加，内力增大进而轴压比增大，柱截面不一定满足需求，抽柱后，梁的跨度增加内力，跨高比增大，扰度增加，容易产生二次应力分布和二次变形。(3)单榀桁架转换法：是利用主动受力原理，在原有梁上设置桁架，人为控制抽柱后荷载分配形式，由于抽柱引起的荷载在原结构构件之间的产生不利分配，抽柱改造过程中的卸载、荷载重新分配引起的二次应力和二次变形难以消除。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种去除或消除新旧构件引起的二次应力或二次变形的双榀钢-混凝土组合转换加固桁架。该抽柱转换加固桁架能确保新旧材料和构件更易共同作用，变形更易协同，刚度和强度大大增强，加固效果更加明显，施工操作更易实现，施工监测可靠性高，工程质量更易保证。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，包括钢构件以及由既有混凝土梁增大截面后形成的上弦杆，所述的钢构件包括设置于上弦杆下方的双榀钢下弦杆、设置于上弦杆和双榀钢下弦杆之间的双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆、用于上弦杆与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆连接的上弦杆预埋件、以及用于双榀钢下弦杆与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆连接的下弦杆连接件，所有钢构件之间采用等强对接焊接连接，且桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱连接。
优选地，桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱等强对接焊接或植筋连接。
优选地，所述的上弦杆由既有混凝土框架梁在两侧和底面扩大截面形成。
优选地，既有混凝土框架梁两侧扩大后的截面宽度不小于被抽框架柱宽度和2倍双榀钢下弦杆宽度之和，底部扩大截面不小于150mm；新增混凝土标号大于既有混凝土标号一级。
优选地，所述的上弦杆预埋件设置于既有混凝土梁增大截面部分与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆的连接处，上弦杆预埋件厚度不小于被连接件最大厚度1.2倍，且大于被连接件最大厚度2mm。
优选地，双榀钢下弦杆由两根相互平行的钢构件组成，所述的下弦杆连接件沿垂直方向设置于双榀钢下弦杆与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆相连的节点处，并与组成双榀钢下弦杆的两根钢构件相互焊接。
优选地，所述的双榀钢斜腹杆由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件焊接连接。
优选地，所述的桁架两端处的双榀钢斜腹杆与既有混凝土框架柱两侧扩大部分的连接板对接焊接。
优选地，所述的双榀钢直腹杆由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件焊接连接。
优选地，所述的双榀钢下弦杆先与下弦杆连接件焊接连接，再与既有混凝土框架柱两侧扩大部分的连接板对接焊接。
优选地，所述的上弦杆预埋件、下弦杆连接件及连接板均呈钢板状。
与现有抽柱转换结构加固技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明具有减少或消除抽柱改造过程中的卸载、荷载重新分配引起的二次应力和二次变形。
(2)新旧材料和构件更易共同作用，变形更易协同。
(3)刚度和强度大大增强，加固效果更加明显。
(4)施工操作更易实现，施工监测可靠性高，工程质量更易保证。
附图说明
图1为本发明一种实施情况下双榀钢-混凝土组合转换加固桁架的立面示意图。
图2为本发明一种实施情况下双榀钢-混凝土组合转换加固桁架的俯视角度的剖面示意图。
图3为本发明一种实施情况下双榀钢-混凝土组合转换加固桁架的侧视角度的剖面示意图。
图4为本发明一种实施情况下双榀钢-混凝土组合转换加固桁架的双榀钢下弦杆与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆连接的节点示意图。
图5为本发明一种实施情况下双榀钢-混凝土组合转换加固桁架的上弦杆与双榀钢斜腹杆和双榀钢直腹杆连接的节点示意图。
图中，1为上弦杆，2为双榀钢下弦杆，3为双榀钢斜腹杆，4为双榀钢直腹杆，5为下弦杆连接件，6为既有混凝土框架柱，7为被抽框架柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，如图1～图5所示，包括钢构件以及由既有混凝土梁增大截面后形成的上弦杆1，钢构件包括设置于上弦杆1下方的双榀钢下弦杆2、设置于上弦杆1和双榀钢下弦杆2之间的双榀钢斜腹杆3和双榀钢直腹杆4、用于上弦杆1与双榀钢斜腹杆3和双榀钢直腹杆4连接的上弦杆预埋件、以及用于双榀钢下弦杆2与双榀钢斜腹杆3和双榀钢直腹杆4连接的下弦杆连接件5，所有钢构件之间采用等强对接焊接连接，且最终桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱6连接，并优选桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱6等强对接焊接或植筋连接。进一步优选上弦杆预埋件、下弦杆连接件5及连接板均呈钢板状。
本实施例中，优选上弦杆1由既有混凝土框架梁在两侧和底面扩大截面形成，两侧扩大的截面宽度不小于被抽框架柱7宽度和2倍双榀钢下弦杆2宽度之和，底部扩大截面不小于150mm；新增混凝土标号大于既有混凝土标号一级，与双榀钢斜腹杆3和双榀钢直腹杆4连接处设置上弦杆预埋件，上弦杆预埋件厚度不小于被连接件最大厚度1.2倍，且大于被连接件最大厚度2mm。
优选双榀钢下弦杆2由两根相互平行的钢构件组成，下弦杆连接件5沿垂直方向设置于双榀钢下弦杆2与双榀钢斜腹杆3和双榀钢直腹杆4相连的节点处，并与组成双榀钢下弦杆2的两根钢构件相互焊接。双榀钢斜腹杆3由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件5焊接连接。桁架两端处的双榀钢斜腹杆3与既有混凝土框架柱6两侧扩大部分的连接板对接焊接。双榀钢直腹杆4由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件5焊接连接。双榀钢下弦杆2先与下弦杆连接件5焊接连接，再与既有混凝土框架柱6两侧扩大部分的连接板对接焊接。
在具体加工方面，上弦杆1按照设计要求扩大截面，新增钢筋与既有混凝土框架柱6连接采用植筋连接，双榀钢下弦杆2、双榀钢斜腹杆3、双榀钢直腹杆4、上弦杆预埋件、下弦杆连接件等钢构件均在工厂加工制作完成，然后运输至现场吊装就位，与上弦杆1和扩大截面的既有混凝土框架柱6的连接件焊接，至此，便完成一种新型双榀钢-混凝土组合转换加固桁架。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，包括钢构件以及由既有混凝土梁增大截面后形成的上弦杆(1)，所述的钢构件包括设置于上弦杆(1)下方的双榀钢下弦杆(2)、设置于上弦杆(1)和双榀钢下弦杆(2)之间的双榀钢斜腹杆(3)和双榀钢直腹杆(4)、用于上弦杆(1)与双榀钢斜腹杆(3)和双榀钢直腹杆(4)连接的上弦杆预埋件、以及用于双榀钢下弦杆(2)与双榀钢斜腹杆(3)和双榀钢直腹杆(4)连接的下弦杆连接件(5)，所有钢构件之间采用等强对接焊接连接，且桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，桁架两端处的钢构件与增大截面并增设连接板的既有混凝土框架柱(6)等强对接焊接或植筋连接。
3.根据权利要求1所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的上弦杆(1)由既有混凝土框架梁在两侧和底面扩大截面形成。
4.根据权利要求3所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，既有混凝土框架梁两侧扩大后的截面宽度不小于被抽框架柱(7)宽度和2倍双榀钢下弦杆(2)宽度之和，底部扩大截面不小于150mm；新增混凝土标号大于既有混凝土标号一级。
5.根据权利要求3所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的上弦杆预埋件设置于既有混凝土梁增大截面部分与双榀钢斜腹杆(3)和双榀钢直腹杆(4)的连接处，上弦杆预埋件厚度不小于被连接件最大厚度1.2倍，且大于被连接件最大厚度2mm。
6.根据权利要求1所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，双榀钢下弦杆(2)由两根相互平行的钢构件组成，所述的下弦杆连接件(5)沿垂直方向设置于双榀钢下弦杆(2)与双榀钢斜腹杆(3)和双榀钢直腹杆(4)相连的节点处，并与组成双榀钢下弦杆(2)的两根钢构件相互焊接。
7.根据权利要求1或6所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的双榀钢斜腹杆(3)由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件(5)焊接连接。
8.根据权利要求7所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的桁架两端处的双榀钢斜腹杆(3)与既有混凝土框架柱(6)两侧扩大部分的连接板对接焊接。
9.根据权利要求1或6所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的双榀钢直腹杆(4)由两根相互平行的钢构件组成，两端分别与上弦杆预埋件和下弦杆连接件(5)焊接连接。
10.根据权利要求1或6所述的一种双榀钢-混凝土组合转换加固桁架，其特征在于，所述的双榀钢下弦杆(2)先与下弦杆连接件(5)焊接连接，再与既有混凝土框架柱(6)两侧扩大部分的连接板对接焊接。
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|---|---|---|---|---|
| CN116717105A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 山西八建集团有限公司 | 一种楼板倾斜处理施工方法 |
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2020
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| CN116717105A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 山西八建集团有限公司 | 一种楼板倾斜处理施工方法 |
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