砖混改框架的托换方案及变形研究

2013-08-15唐徐林

中国建筑金属结构 2013年16期

唐徐林

（扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127）

引言

现阶段，我国的砖混结构房屋占有面积远远超过其他结构的房屋。据相关部门统计，我国北方地区的砖混结构比南方占有率高，砖混结构在房屋承重、空间利用率方面明显不如框架结构。随着土地利用率逐渐缩减以及人们对物质水平要求越来越高的基础上，将砖混建筑改为框架建筑已经成为现代房屋改造的一个重要发展方向。因此，本文对于砖混改框架的托换方案及变形研究不仅具有一定的理论指导价值，也具有一定的实际工程应用意义。

1 砖混改框架的优势

砖混结构的是靠承重板和承重墙来承载载荷的，因此就决定了其传递载荷的方式是先将重量传给墙体，再传给基础。框架结构的承重结构由楼板、梁、柱3部分组成，载荷传递到基础先后要经历3个过程。有上述两种结构的载荷传递形式可知框架结构优于砖混结构，原因在于框架结构的层高更高一些，可以达到6m，比砖混结构的最大层高要高出1m之多；框架结构可以建造成高层建筑，适合现代社会的发展，而砖混结构仅仅做到6层就不能进行了；同时，框架结构的抗震等级高于砖混结构。

2 结构托换方案及其技术要点

2.1 待拆墙作为支撑的托换方案

这种方法是现阶段改造最为常用的方案，此方案又可划分为两种，一种是用墻的全高来支撑方案，另一种是部分墙作支撑方案，两种方案的技术要求不同。墙全高支撑方案需要设计钢筋混凝土托换夹芯梁来确保整体支撑结构的稳固性，同时要设置销键，连接各部分的需要连接的部件。施工的步骤有：打孔、为安装销键打洞、打理工作界面的环境、敷设钢筋以及现浇模型等。通过上述的一系列的施工步骤，便可以达到托换的目的。这种方案施工过程中不需要设立临时支撑架，这样便可以节省的安装费用，同时还可以提升安全系数；部分墙作支撑的方案将梁设计在墙体中，一般梁有明确的尺寸要求，但要根据具体的工程进行设定，但不管梁的尺寸是多少，梁底的宽度均要与墙的宽度保持一致，确保其稳固性。此种方案施工时要遵循对称施工原则，先将安置梁的下部墙体去除，然后对称去除两侧的墙体，同时还要及时的更换上钢结构的材质，保证承受载荷强度的需求。接下来的步骤与墙全高支撑类似，打理工作界面的环境以及敷设钢筋以及现浇模型等。

2.2 梯式槽钢外支撑托换方案

梯式槽钢外支撑托换方案材质消耗较大，但其支撑稳固性好，在现阶段应用较为广泛。其技术要点包括：支撑定位、确定间距，根据间距和承受载荷定做梯式槽钢外支撑体系。制作的流程要深入研究，基础必须提前出炉，这样才能进行下一步工序。其次为敷设槽钢安置支撑板，再次就是焊接支撑部件。与第一种方案不同，这种方案要求先安装钢架再拆除墙体，之后再进行下部工序，完成托换工程。

2.3 格构式内钢支撑方案

此种方案提出年限较晚，与部分墙城中相结合，是未来结构改造足有发展的方案之一。由荷载的大小确定开凿铜扣的距离，也就是钢支撑的安装距离，支撑要与墙体顶紧。在墙体拆除工序中，要特别注意载荷是否传递给托换结构，因此采用跳跃式拆除。施工技巧灵活、方便。

3 砖混改框架结构托换变形分析

近年来，许多科研工作者对于砖混改框架结构托换变形进行深入的研究，并且取得一定的研究成果。

随着计算机科学技术的快速发展，有限元数值分析方法以及结构工程理论知识也发展也越来越迅速。在前期对于砖混改框架结构托换变形研究的基础上，人们开始使用有限元分析技术进行结构变形以及应力的分析。就目前发展来看，大型的有限元分析软件例如ANSYS、Hypermesh等在进行变形分析中应用较为广泛，针对砖混改框架结构建立有限元分析模型，利用非线性有限元理论技术，结合材料特性，建立弹塑性模型，进行有限元分析，对于研究砖混改框架结构托换变形能够更加的深入，能够更好的实现砖混改框架结构的改进，推动砖混改框架结构技术的发展。

在运用有限元模拟进行砖混改框架结构分析同时，很多学者还使用工程检验方法进行砖混改框架结构托换变形分析，运用实际砖混改框架结构工程试验，采集工程试验数据，进行实验数据分析，总结出砖混改框架结构的整体变形特性，并且根据砖混改框架结构的变形情况提出响应的改进方案，从而从根本上控制砖混改框架结构的变形。为了确保砖混改框架结构托换方案能够顺利的实行，以及合理的控制结构的变形，通常情况下要采用信息监测施工法，这种方法是在信息监测施工法结构托换方案实施过程中进行综合信息的检测，及时收集结构的变形数据，实现对于砖混改框架结构应变能力以及变形的检测，从而能够很好的实现砖混改框架结构的变形检测以及变形的控制，保证砖混改框架结构的合理性与科学性。

除此之外，在对于砖混改框架结构进行变形分析过程中，还可以使用数值分析方法对常规计算方法进行指导以及改进，实现砖混改框架结构的一些探索以及设计，对于砖混改框架结构的研究具有十分重要的意义。