CN115613850A - 一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法属于建筑改造技术领域，本发明对该层顶板进行开洞，并切除该层顶板下方的梁，利用吊装装置将新增斜外框柱吊装至指定位置，并将新增斜外框柱与原竖向外框柱连接，将新增斜外框柱与该层顶板连接，然后拆除临时支撑柱，并在新增斜外框柱上方结构改造完成后，将新增斜外框柱上方的原竖向外框柱拆除。本发明在将新增斜外框柱与该层顶板连接，对新增斜外框柱上方结构改造完成后，再拆除原竖向外框柱，可以很好地利用原竖向外框柱对其上方结构进行很好地支撑。另外，本发明简化了施工步骤，减少了对既有结构的破坏，避免多次改变承力结构，使传力体系更加明晰，结构整体性更好。

Description

一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法
技术领域
本发明属于建筑改造技术领域，具体为一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法。
背景技术
超高层建筑结构在改造时，可能会面临着上部改造部分结构的外形尺寸小于原结构，因此外框柱需要进行内收改造，需要新增倾斜外框柱。
常规建筑改造时，托梁换柱的做法有如下两种：（1）在保证原结构强度和稳定性要求的前提下，利用脚手架进行支顶，然后将原柱拆除，并在原柱位置更换新柱，最后将脚手架拆除。但是当局部荷载较大时，脚手架立杆排布过密影响作业空间，甚至难以排布脚手架立杆。（2）在保证原结构强度和稳定性要求的前提下，新增临时支撑柱托住原有梁，并将原柱拆除，然后在原柱位置更换新柱，最后将临时支撑柱拆除。而如果新柱为倾斜外框柱，且原竖向外框柱上方承载的荷载较大时，直接将原竖向外框柱拆除，则势必会影响原结构的强度和稳定性，造成较大安全隐患。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，以解决上述技术问题。
为此，本发明提供一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，包括以下步骤：
S1、根据梁柱开洞图确定该层顶板的开洞位置、新增斜外框柱的位置、以及临时支撑柱的位置并标记；
S2、根据定位放线结果，在该层顶板的开洞位置两侧梁下支设临时支撑柱；
S3、根据梁柱开洞图对该层顶板进行开洞；
S4、根据梁柱开洞图切除该层顶板下方的梁；
S5、在上层顶板底部安装吊装装置，利用吊装装置将新增斜外框柱吊装就位；
S6、将新增斜外框柱与原竖向外框柱连接；
S7、将新增斜外框柱与该层顶板连接；
S8、拆除临时支撑柱；
S9、新增斜外框柱上方结构改造完成后，将新增斜外框柱上方的原竖向外框柱拆除。
优选地，将新增斜外框柱与原竖向外框柱之间焊接的方法包括以下步骤：
S61、在新增斜外框柱的矩形柱的底部远离原竖向外框柱的一侧焊接背板，并在矩形柱靠近原竖向外框柱的壁板两侧焊接一体成型的连接侧板，预制得到新增斜外框柱并运输至现场；
S62、在原竖向外框柱靠近新增斜外框柱的一侧焊接支座，将新增斜外框柱吊装至支座的顶部，并将新增斜外框柱与支座焊接；
S63、将连接侧板与原竖向外框柱焊接；
S64、将封口盖板焊接在连接侧板的顶部、原竖向外框柱、矩形柱之间。
优选地，其中连接侧板上预留有槽口，在预制新增斜外框柱时，在焊接连接侧板之后，在槽口上方和下方的连接侧板之间分别焊接水平加强肋；S64中在焊接封口盖板之前，先将封口侧板焊接在连接侧板预留的槽口处，最后再焊接封口盖板。
优选地，连接侧板与原竖向外框柱之间的焊接、水平加强肋与原竖向外框柱之间的焊接均为带预应力焊接。
本发明中新增斜外框柱与原竖向外框柱之间的焊缝为多层多道通长焊缝，坡口为全熔透焊接，确保结构刚度满足要求，整体性也更好。
优选地，将新增斜外框柱与该层顶板连接的方法为：新增斜外框柱与该层顶板连接时，将该层顶板内的钢筋弯折焊接到新增斜外框柱上，保证单面焊10d或者双面焊5d。
优选地，S2中在支设临时支撑柱之前，先在下层顶板底部与原竖向外框柱之间安装牛腿。
优选地，S2中在支设临时支撑柱之前，还在下层顶板底部和原竖向外框柱的连接节点与牛腿之间连接千斤顶。
优选地，吊装装置包括焊接在上层顶板底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链， S5中利用吊装装置将新增斜外框柱吊装就位的方法为：将新增斜外框柱运输至该层顶板的洞口处，并将新增斜外框柱与倒链临时固定，然后吊装新增斜外框柱从该层顶板的洞口下放并就位。
采用本发明的吊装方法，满足了无法利用塔吊进行吊装的情况下，楼层内狭小空间的吊装需求。
优选地，吊装装置包括焊接在上层顶板底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链， S5中利用吊装装置将新增斜外框柱吊装就位的方法为：将新增斜外框柱运输至洞口下方的下层顶板上，将新增斜外框柱与倒链临时固定，然后将新增斜外框柱吊装就位。该吊装方法满足了无法利用塔吊进行吊装的情况下，楼层内狭小空间的吊装需求。
优选地，S9中将新增斜外框柱上方的原竖向外框柱拆除的方法为：在原竖向外框柱上焊接吊耳，在新建结构上设置吊点，将原竖向外框柱与倒链固定后分段切割拆除。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
本发明对该层顶板进行开洞，并切除该层顶板下方的梁，利用吊装装置将新增斜外框柱吊装至指定位置，并将新增斜外框柱与原竖向外框柱连接，将新增斜外框柱与该层顶板连接，然后拆除临时支撑柱，并在新增斜外框柱上方结构改造完成后，将原竖向外框柱拆除。由于该层顶板处开洞，该层顶板下方的梁被切除，原竖向外框柱上方所承载的荷载增大，如果在新增斜外框柱与该层顶板连接前先将原竖向外框柱切除，会导致剩余顶板和梁无法承受上方结构荷载，造成较大的安全隐患。本发明在将新增斜外框柱与该层顶板连接，对新增斜外框柱上方结构改造完成后，再拆除原竖向外框柱，可以很好地利用原竖向外框柱对其上方结构进行很好地支撑。另外，本发明简化了施工步骤，减少了对既有结构的破坏，避免多次改变承力结构，使传力体系更加明晰，结构整体性更好。
附图说明
图1为下层顶板底部的牛腿和千斤顶安装完成时的示意图；
图2为该层顶板底部的临时支撑柱安装完成时的示意图；
图3为该层顶板开洞和梁切除后的示意图；
图4为新增斜外框柱与原竖向外框柱、该层顶板连接完成时的示意图；
图5为拆除临时支撑柱后的示意图；
图6为原竖向外框柱拆除后的示意图；
图7为托梁插柱改造的平面布置示意图；
图8为原竖向外框柱与新增斜外框柱的炸裂示意图。
附图标注：1-新增斜外框柱、11-矩形柱、12-背板、13-连接侧板、14-封口侧板、15-封口盖板、16-水平加强肋、2-临时支撑柱、3-该层顶板、5-上层顶板、6-原竖向外框柱、7-下层顶板、8-牛腿、9-千斤顶、10-支座。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明需要同时施工多根新增斜外框柱1，考虑不利因素，计算考虑断开50%的新增斜外框柱1位置的梁，选择不相邻的梁进行断开，托梁插柱改造位置的平面布置方式如图7所示。
以某层为例，除海棠角外，共26根柱子，隔一改一，考虑角部位置，同时施工13根新增斜外框柱1，同时断开11根梁，包括新增斜外框柱1位置的混凝土，考虑恒荷载、施工活荷载、风荷载等影响，经计算，该层结构最大应力比为0.54，满足强度及稳定要求。
本发明提供一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，包括以下步骤：
S1、根据梁柱开洞图确定该层顶板3的开洞位置、新增斜外框柱1的位置、以及临时支撑柱2的位置并标记。
S2、如图2所示，根据定位放线结果，在该层顶板3的开洞位置两侧梁下支设临时支撑柱2。如图1所示，在支设临时支撑柱2之前，先在下层顶板7底部与原竖向外框柱6之间安装牛腿8，还在下层顶板7底部和原竖向外框柱6的连接节点与牛腿8之间连接千斤顶9。
S3、根据梁柱开洞图对该层顶板3进行开洞。
S4、根据梁柱开洞图切除该层顶板3下方的梁，如图3所示。
S5、在上层顶板5底部安装吊装装置，利用吊装装置将新增斜外框柱1吊装就位。
本发明中提供了两种吊装方式，第一种吊装方式中吊装装置包括焊接在上层顶板5底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链， S5中利用吊装装置将新增斜外框柱1吊装就位的方法为：将新增斜外框柱1运输至该层顶板3的洞口处，并将新增斜外框柱1与倒链临时固定，然后吊装新增斜外框柱1从该层顶板3的洞口下放并就位。
第二种吊装方式中吊装装置包括焊接在上层顶板5底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链，S5中利用吊装装置将新增斜外框柱1吊装就位的方法为：将新增斜外框柱1运输至洞口下方的下层顶板7上，将新增斜外框柱1与倒链临时固定，然后将新增斜外框柱1吊装就位。
S6、将新增斜外框柱1与原竖向外框柱6连接。如图8所示为原竖向外框柱与新增斜外框柱的炸裂示意图。将新增斜外框柱1与原竖向外框柱6之间焊接的方法包括以下步骤：
S61、在新增斜外框柱1的矩形柱11的底部远离原竖向外框柱6的一侧焊接背板12，并在矩形柱11靠近原竖向外框柱6的壁板两侧焊接一体成型的连接侧板13，预制得到新增斜外框柱1并运输至现场。其中连接侧板13上预留有槽口，在预制新增斜外框柱1时，在焊接连接侧板13之后，在槽口上方和下方的连接侧板13之间分别焊接水平加强肋16。连接侧板13与原竖向外框柱6之间的焊接、水平加强肋16与原竖向外框柱6之间的焊接均为带预应力焊接。
S62、在原竖向外框柱6靠近新增斜外框柱1的一侧焊接支座10，将新增斜外框柱1吊装至支座10的顶部，并将新增斜外框柱1与支座10焊接。
S63、将连接侧板13与原竖向外框柱6焊接。
S64、将封口盖板15焊接在连接侧板13的顶部、原竖向外框柱6、矩形柱11之间。在焊接封口盖板15之前，先将封口侧板14焊接在连接侧板13预留的槽口处，最后再焊接封口盖板15。
S7、如图4所示，将新增斜外框柱1与该层顶板3连接。将新增斜外框柱1与该层顶板3连接的方法为：新增斜外框柱1与该层顶板3连接时，将该层顶板3内的钢筋弯折焊接到新增斜外框柱1上，保证单面焊10d或者双面焊5d。
S8、如图5所示，拆除临时支撑柱2。
S9、如图6所示，新增斜外框柱1上方结构改造完成后，将新增斜外框柱1上方的原竖向外框柱6拆除。将新增斜外框柱1上方的原竖向外框柱6拆除的方法为：在原竖向外框柱6上焊接吊耳，在新建结构上设置吊点，将原竖向外框柱6与倒链固定后分段切割拆除。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据梁柱开洞图确定该层顶板（3）的开洞位置、新增斜外框柱（1）的位置、以及临时支撑柱（2）的位置并标记；
S2、根据定位放线结果，在该层顶板（3）的开洞位置两侧梁下支设临时支撑柱（2）；
S3、根据梁柱开洞图对该层顶板（3）进行开洞；
S4、根据梁柱开洞图切除该层顶板（3）下方的梁；
S5、在上层顶板（5）底部安装吊装装置，利用吊装装置将新增斜外框柱（1）吊装就位；
S6、将新增斜外框柱（1）与原竖向外框柱（6）连接；
S7、将新增斜外框柱（1）与该层顶板（3）连接；
S8、拆除临时支撑柱（2）；
S9、新增斜外框柱（1）上方结构改造完成后，将新增斜外框柱（1）上方的原竖向外框柱（6）拆除。
2.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，将新增斜外框柱（1）与原竖向外框柱（6）之间焊接的方法包括以下步骤：
S61、在新增斜外框柱（1）的矩形柱（11）的底部远离原竖向外框柱（6）的一侧焊接背板（12），并在矩形柱（11）靠近原竖向外框柱（6）的壁板两侧焊接一体成型的连接侧板（13），预制得到新增斜外框柱（1）并运输至现场；
S62、在原竖向外框柱（6）靠近新增斜外框柱（1）的一侧焊接支座（10），将新增斜外框柱（1）吊装至支座（10）的顶部，并将新增斜外框柱（1）与支座（10）焊接；
S63、将连接侧板（13）与原竖向外框柱（6）焊接；
S64、将封口盖板（15）焊接在连接侧板（13）的顶部、原竖向外框柱（6）、矩形柱（11）之间。
3.根据权利要求2所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，其中连接侧板（13）上预留有槽口，在预制新增斜外框柱（1）时，在焊接连接侧板（13）之后，在槽口上方和下方的连接侧板（13）之间分别焊接水平加强肋（16），S63中在将连接侧板（13）与原竖向外框柱（6）焊接之后，将水平加强肋（16）与原竖向外框柱（6）焊接；S64中在焊接封口盖板（15）之前，先将封口侧板（14）焊接在连接侧板（13）预留的槽口处，最后再焊接封口盖板（15）。
4.根据权利要求3所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于：连接侧板（13）与原竖向外框柱（6）之间的焊接、水平加强肋（16）与原竖向外框柱（6）之间的焊接均为带预应力焊接。
5.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，将新增斜外框柱（1）与该层顶板（3）连接的方法为：新增斜外框柱（1）与该层顶板（3）连接时，将该层顶板（3）内的钢筋弯折焊接到新增斜外框柱（1）上，保证单面焊10d或者双面焊5d。
6.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于：S2中在支设临时支撑柱（2）之前，先在下层顶板（7）底部与原竖向外框柱（6）之间安装牛腿（8）。
7.根据权利要求6所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于：S2中在支设临时支撑柱（2）之前，还在下层顶板（7）底部和原竖向外框柱（6）的连接节点与牛腿（8）之间连接千斤顶（9）。
8.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，吊装装置包括焊接在上层顶板（5）底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链，S5中利用吊装装置将新增斜外框柱（1）吊装就位的方法为：将新增斜外框柱（1）运输至该层顶板（3）的洞口处，并将新增斜外框柱（1）与倒链临时固定，然后吊装新增斜外框柱（1）从该层顶板（3）的洞口下放并就位。
9.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，吊装装置包括焊接在上层顶板（5）底部的梁之间的猫头吊轨道、安装在猫头吊轨道上的猫头吊、以及安装在猫头吊上的倒链，S5中利用吊装装置将新增斜外框柱（1）吊装就位的方法为：将新增斜外框柱（1）运输至洞口下方的下层顶板（7）上，将新增斜外框柱（1）与倒链临时固定，然后将新增斜外框柱（1）吊装就位。
10.根据权利要求1所述的既有建筑角部位置托梁插柱改造施工方法，其特征在于，S9中将新增斜外框柱（1）上方的原竖向外框柱（6）拆除的方法为：在原竖向外框柱（6）上焊接吊耳，在新建结构上设置吊点，将原竖向外框柱（6）与倒链固定后分段切割拆除。
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