砖混结构承重墙改梁结构及施工方法研究

砖混结构承重墙改梁结构及施工方法研究

本发明涉及建筑工程加固改造技术领域，特别涉及砖混结构改为框架结构承重墙梁结构的技术。

背景技术：

目前，我国现有砖混结构建筑数量庞大，其中部分20世纪80年代以前建造的多层砖混结构建筑仍在使用。但随着时代的变迁和使用者观念的更新，部分20世纪80年代以前建造的多层砖混结构建筑由于功能落后，已逐渐不能满足当前国人对于大空间建筑的需求。解决这一现状的主要方法是对现有砖混结构建筑进行结构改造加固，使小空间砖混结构建筑改造为大空间框架结构，以满足当前国人的需求。但在砖混结构建筑改造中，如何将砖混结构承重墙安全地改造为框架梁，改造后的建筑如何加固，以满足国家建筑抗震要求和人们的需求，已成为一个不容忽视的问题。因此，将砖混结构改造为框架承重墙梁结构及其施工方法对社会发展尤为重要。

申请号为2.4的中国专利公开了一种“砌体结构承重墙开孔加固结构”。该专利为砌体结构承重墙开孔加固结构，包括支撑件、过梁、构造柱和小孔。在需开孔的过梁位置间隔开多个小孔，在小孔内设置支撑件紧贴孔体。小孔之间的墙体浇铸为过梁，在小孔两侧浇铸构造柱。加固方法是：在墙体上开大孔前，先在需设置过梁的位置间隔开一个小孔，插入工字型支撑件将其紧固。在拆除过梁位置的剩余墙体后，浇铸过梁。孔尺寸较大，需在孔两侧增设构造柱。构造柱的施工与过梁同时进行。 待过梁、构造柱强度达到100%后，拆除开孔部位墙体。该专利公开了一种砌体结构承重墙开孔加固结构，本专利公开了一种同时卸载加固的承重墙拆除方法。

中国专利申请号2.1公开了一种“安全拆除承重墙的更换框架”，该专利由多个支架和混凝土层组成，支架包裹在混凝土层内，支架由两块水平矩形钢板和四块竖向矩形钢板组成；四块竖向矩形钢板焊接固定在两块水平矩形钢板的两端并平行排列；支架之间采用连接筋连接；上支撑梁由支架上部的水平矩形钢板及其包裹的混凝土层组成；下支撑梁由支架下部的水平矩形钢板及其包裹的混凝土层组成；支撑柱由支架上的四块竖向矩形钢板及其包裹的混凝土层组成。

中国专利申请号2.7公开了一种“砖混结构中承重墙的支撑装置”。该支撑装置包括两根支撑梁、连接肩梁和两根支撑柱。两根支撑梁分别设置在待拆除承重墙顶部的前后侧，顶部靠近上层楼板。连接肩梁位于两根支撑梁之间，连接肩梁将两根支撑梁连为一体。两根支撑柱位于支撑梁两端的下方，两根支撑柱分别与两侧壁固定连接。支撑梁、连接肩梁和支撑柱共同构成内置框架，内置框架与上层楼板、圈梁和侧壁形成一个整体。

上述专利1至3具有一系列优点，但也存在一定的局限性。例如，专利1仅适用于砌体结构承重墙洞口改造，而本发明既适用于砌体结构承重墙洞口改造，也适用于承重墙拆除改造；专利2耗钢量大，会增加工程造价，本发明除新增梁柱中受力钢筋和极少量工字钢外，未使用其他任何钢材；专利3施工相对复杂，底层托换结构施工需设置两根底层托换梁和一根连接肩梁。与本发明相比，本发明底层托换结构仅需设置一根底层托换梁，施工方法也相对简单。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种承重墙梁结构及砖混结构改框架结构的施工方法。

本发明为砖混结构改框架结构的承重墙改梁结构及施工方法，包括钢筋混凝土框架梁和钢筋混凝土框架柱。钢筋混凝土框架梁由原有圈梁3、工字梁7、钢板6、圈梁内新增受力钢筋11组成，圈梁内新增受力钢筋11穿过工字梁7外圈梁新增截面9；钢筋混凝土框架柱由原有构造柱4、构造柱内新增受力钢筋12、U型螺旋杆箍筋13、扁钢14组成，构造柱内新增受力钢筋12植于构造柱新增截面10内，经U型螺旋杆箍筋13穿过墙体与扁钢14连接固定。

砖混结构承重墙改为框架结构的施工方法如下：

（1）临时托换结构：临时托换结构由脚手架8、工字钢7、钢板6组成。临时托换结构是在圈梁3下方紧靠圈梁处挖洞5，洞5的大小根据钢板6和工字钢7所需的宽度和高度确定，在洞中央放置1m长的工字钢7和200×150×80mm的钢板6，将钢板6放在工字钢7上，然后由脚手架8从两侧将工字钢7向上抬起，支撑住圈梁3，工字钢7的模型通过公式计算得出。临时托换结构以每组1.5m为一组布置。

式中：—为钢材的截面模数；

——梁的最大弯矩设计值；

——截面塑性发展系数，对于工字钢取1.05；

——钢材弯曲强度设计值；

（2）拆除承重墙：圈梁3两端两组临时换建结构完成后，拆除两端承重墙2。承重墙2的拆除应从两端向中间进行，并严格按照支撑一端的圈梁3对应端墙体拆除要求，严禁一次性拆除墙体；

（3）加固构造柱、圈梁：拆除圈梁3两端承重墙2后，对构造柱4进行加固。拆除全部承重墙2后，对圈梁3进行加固。构造柱4、圈梁3的加固方式为圈梁新增受力钢筋11、构造柱新增受力钢筋12，并围以混凝土，以增大圈梁9的截面和构造柱10的新增截面。在圈梁9上设置拉筋16、U型螺旋箍筋13、扁钢14，以增强新增截面与原构件的整体性。构造柱4、圈梁3应同时加固，与圈梁新增面9中的工字钢7一起整体浇筑。

（4）拆除临时托换结构：当钢筋梁柱混凝土达到设计强度后，拆除临时托换结构。拆除临时托换结构可通过直接截断工字钢7长度大于圈梁3宽度的部分来实现；

（5）拆除、改造多层砖混结构承重墙时，应注意从下往上施工，先对建筑物首层进行加固改造，待首层完工后，方可施工第二层。

本发明的有益效果是：本发明适用于砖混结构改成框架结构，通过加固圈梁、加固构造柱使原有砖混结构与钢筋混凝土协调，提高拆除承重墙后砌体结构的抗震性和安全性。在更换圈梁时，所用工字钢、钢板直接浇铸在圈梁新增区域，既提高了圈梁的强度，又简化了施工步骤。

本发明施工简单，经济实惠，易于推广，施工人员只需控制施工节点即可，同时本发明还可用于框架结构建筑加固改造工程，具有广阔的应用前景。

附图的简要说明

图1为砖混结构房屋首层平面图，图2为砖混结构房屋首层AA剖面图，图3为砖混结构房屋首层BB剖面图，图4为临时更换结构示意图，图5为临时更换结构侧视图，图6为构造柱加固剖面图，图7为构造柱加固1-1剖面图，图8为构造柱加固2-2剖面图，图9为圈梁加固剖面图，图10为改造完成后梁柱示意图，图11为改造完成后梁柱剖面图，图12为改造完成后底部砖混结构变为局部框架结构示意图。 其中1.二层承重墙、2.一层承重墙、3.圈梁、4.构造柱、5.洞口、6.钢板、7.工字钢、8.脚手架、9.圈梁新建截面、10.构造柱新建截面、11.圈梁内新型受力钢筋、12.构造柱内新型受力钢筋、13.U型螺旋杆箍、14.扁钢、15.楼板、16.拉杆、17.外墙、18.贯穿钢筋。

详细方法

如图1至图12所示，本发明为砖混结构改框架结构的承重墙改梁结构及施工方法，该结构包括钢筋混凝土框架梁和钢筋混凝土框架柱，其中，钢筋混凝土框架梁由原圈梁3、工字梁7、钢板6及圈梁中新增受力钢筋11组成，圈梁中新增受力钢筋11穿过工字梁7外侧圈梁新增截面9； 钢筋混凝土框架柱由原有构造柱4、构造柱内新增受力钢筋12、U型螺旋杆箍13、扁钢14组成，构造柱内新增受力钢筋12植于构造柱新增截面10内，经U型螺旋杆箍13穿过墙体与扁钢14连接固定。

如图11所示，钢筋混凝土框架梁中的钢板6为200×150×80mm钢板。

如图11所示，钢筋混凝土框架梁是在圈梁新增截面9内浇铸工字钢7和钢板6，并整体浇铸而成。

如图6所示，钢筋混凝土框架柱将新增构造柱受力钢筋12锚固在圈梁新增截面9的梁下，并将新增构造柱受力钢筋12穿过楼板15锚固在楼板15上。

如图1至图12所示，砖混结构改框架结构承重墙梁结构的施工方法，包括以下步骤：

（1）临时托换结构：临时托换结构由脚手架8、工字钢7、钢板6组成。临时托换结构是在圈梁3下方紧靠圈梁处挖洞5，洞5的大小根据钢板6和工字钢7所需的宽度和高度确定，在洞中央放置1m长的工字钢7和200×150×80mm的钢板6，将钢板6放在工字钢7上，然后由脚手架8从两侧将工字钢7向上抬起，支撑住圈梁3，工字钢7的模型通过公式计算得出。临时托换结构以每组1.5m为一组布置。

式中：—为钢材的截面模数；

——梁的最大弯矩设计值；

——截面塑性发展系数，对于工字钢取1.05；

——钢材弯曲强度设计值；

（2）拆除承重墙：圈梁3两端两组临时换建结构完成后，拆除两端承重墙2。承重墙2的拆除应从两端向中间进行，并严格按照支撑一端的圈梁3对应端墙体拆除的要求，严禁一次性拆除墙体；

（3）加固构造柱、圈梁：拆除圈梁3两端承重墙2后，对构造柱4进行加固。拆除全部承重墙2后，对圈梁3进行加固。构造柱4、圈梁3的加固方式为圈梁新增受力钢筋11、构造柱新增受力钢筋12，并围以混凝土，以增大圈梁9的截面和构造柱10的新增截面。在圈梁9上设置拉筋16、U型螺旋箍筋13、扁钢14，以增强新增截面与原构件的整体性。构造柱4、圈梁3应同时加固，与圈梁新增面9中的工字钢7一起整体浇筑。

（4）拆除临时托换结构：当钢筋梁柱混凝土达到设计强度后，拆除临时托换结构。拆除临时托换结构可通过直接截断工字钢7长度大于圈梁3宽度的部分来实现；

（5）拆除、改造多层砖混结构承重墙时，应注意从下往上施工，先对建筑物首层进行加固改造，待首层完工后，方可施工第二层。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细的说明，但本发明的实施和保护范围并不局限于此。

如图1至图3所示，兰州某加油站营业楼为二层砖混结构，为扩大首层营业厅使用空间，需拆除原营业厅与相邻办公室之间的承重墙。该建筑长25.2m，宽5.1m，首层层高3.5m，每跨3.6m，需拆除承重墙宽度240mm，需加固圈梁尺寸250×250mm，需加固构造柱尺寸240×240mm，抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度0.15g，设计地震分组为第三组，建筑场地类别为Ⅱ类。

如图4、图5所示，临时托换结构：临时托换结构由脚手架8、工字钢7和钢板6组成，临时托换结构是在圈梁3下方紧靠圈梁处挖一个洞5，洞5的大小根据钢板6和工字钢7所需的宽度和高度确定，在洞中央水平放置1m长的工字钢7和200×150×80mm的钢板6，将钢板6放在工字钢7上，然后由脚手架8从两侧将工字钢7向上抬起，支撑住圈梁3；工字钢7的模型通过公式计算得出；临时托换结构以每组1.5m为一组布置；

式中：—为钢材的截面模数；

——梁的最大弯矩设计值；

——截面塑性发展系数，对于工字钢取1.05；

— 钢材弯曲强度设计值。

承重墙拆除：圈梁3两端两组临时换建结构施工完成后，拆除两端承重墙2。承重墙2拆除应遵循“从两端到中间”的顺序，严格遵守支撑一端的圈梁3一端拆除对应墙体的要求，严禁一次性全部拆除。

如图6至图9所示，构造柱、圈梁加固：圈梁3两端承重墙2拆除后，对构造柱4进行加固，承重墙2全部拆除后，对圈梁3进行加固。构造柱4、圈梁3的加固方式为在圈梁上增加新的受力钢筋11，在构造柱上增加新的受力钢筋12，并用混凝土围护，以增大圈梁9和构造柱10的截面，并设置拉杆16、U型螺旋杆箍筋13、扁钢14，以增强新增截面部分与原构件部分的整体性；构造柱4和圈梁3应同时加固，与圈梁新增面9内的工字钢7一起整体浇铸。

如图10、图11所示，拆除临时托换结构：当钢筋梁柱混凝土达到设计强度后，拆除临时托换结构。拆除临时托换结构，可直接将长度大于圈梁3宽度的工字钢7截断即可。

如图12所示，该项目已完成整体施工，底层由砖混结构改造为局部框架结构。拆除原承重墙，圈梁3更换为350×500mm钢筋混凝土框架梁，构造柱4更换为550×650mm钢筋混凝土框架柱。