托换技术在砖混结构加固改造中的应用及问题分析

托换技术在砖混结构加固改造中的应用及问题分析

托换技术主要用于提高建筑基础的承载力，调整使用过程中由于不均匀沉降引起的建筑物倾斜、开裂等。本文以某工程为例，简单阐述托换技术在砖混结构加固改建中的应用，并对其存在的问题及改建设计进行分析，供相关技术人员参考。

【关键词】砖混结构；加固改造；更换；墙梁更换；承重墙梁更换；房屋加固；

随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对建筑物的要求越来越高，特别是对建筑物的使用功能和使用价值的要求越来越高，这就导致很多既有的建筑物已经不能满足人们的需求，因此需要对既有建筑物的结构进行全面的改造。根据调查得知，很多既有建筑物的结构形式为砖混结构，因此在对这些建筑物进行改造的过程中，需要将建筑物的承重墙全部拆除，也就是需要采用支撑技术来承受原有墙体的重量，然后将重量转移到基础构件上。本文结合某工程实例，对支撑技术在砖混结构中的应用进行简要分析。

一、项目概况及总体规划

某工程地面结构高4层，为砖混结构，建筑东西总长44m，两边房屋进深8.3m，中间房屋进深6.5m，已使用18年。结构基础采用钢筋混凝土条形基础，上部主要采用预制空心板承受上部结构重量，结构内设置圈梁、构造柱。我们需要将建筑改造成大空间使用。

首先，改造前需要制定详细合理的改造方案，然后在建筑墙体结构顶部设置一定的支撑梁，再拆除墙体结构。这样做的目的是将建筑上部的荷载转移到支撑梁上，最后转移到建筑基础上。可以说，在改造过程中，我们采用内部框架来支撑原有结构，因此在设计和建立支撑体系的过程中，需要对支撑梁、竖向承重构件和基础部分进行综合考虑和设计。另外，由于改造后的建筑刚度不足，支撑技术也在一定程度上改变了既有建筑的内部力传递路径，而支撑梁又是上部结构的主要受力点，这进一步说明了设计合理的支撑体系的重要性。结构安全和合理的改造方案是整个工程改造中的重要环节。

2. 托换梁设计方法

2.1 替换方法

众所周知，砖混结构的自重比较大。而改造时需要拆除的墙体结构是承受建筑内力的主要构件，所以施工人员在使用托换梁来承受原有结构重量时一定要慎重。一般来说，我们根据建筑的实际情况，可以分为两种托换方式：墙侧夹层梁托换和墙侧单梁托换。

墙侧夹层梁托换的优点是：施工人员可以对托换体系进行混凝土浇筑，保证原有墙体不受破坏，大大提高了建筑的安全系数和施工质量。当浇筑的混凝土强度达到一定要求时，可以拆除原有墙体，保证建筑的稳定性，有效防止建筑上部变形。缺点是：（1）由于浇筑过程中需要从原有墙体顶部向下浇筑混凝土，很难将混凝土振捣均匀，施工难度极大；（2）在改造过程中，采用该方式不易与原有墙体结构形成整体，施工人员需要采取有效措施将两种结构合理连接；（3）施工人员采用该托换技术时，需要对整个建筑的基础和梁柱部分进行较大的调整，也增加了施工难度。

墙下单梁托换的优点是：（1）该技术施工时，由于托换梁宽度等于墙体宽度，提高了整个建筑的美观度，而且施工简便，传力系统相对简单；（2）在建筑结构基础部分的处理方面，简化了施工难度；（3）由于托换梁上部结构属于承重墙，因此在施工过程中可以考虑墙梁，适当压缩墙梁高度。缺点是在使用该技术施工过程中，需要先拆除原有墙体，再浇筑托换体系混凝土，这种做法对原有结构破坏较大，不利于建筑的稳定性和质量。因此，在使用该技术的过程中，施工人员要时刻监测结构的受力和变形情况，然后做好详细的记录，以方便后期的加固和补救。

根据本工程检测鉴定结果，原结构施工质量良好，且构造柱、圈梁等齐全，结构整体性优良，故综合考虑各方面因素，采用墙下单梁结构。

2.2结构计算与分析

（1）钢支撑抗压强度计算及墙体局部受压取设计荷载在梁上部分布集中度为q，钢支撑间距为a，梁高为h。为了安全和计算简便，钢支撑近似按两端铰接压杆计算。

单个支撑的截面面积为：S=

式中，f为支撑杆材料抗压强度设计值；φ为压杆稳定系数，为便于计算，可近似取0.9～0.95。

钢支撑的上、下端通过钢板支撑在墙体上，应对钢板下墙体的局部受压承载力进行验算，验算可按下式进行：

qa≤?rf1A1

式中，r为砌体局部抗压强度提高系数，r=2；f1为砌体抗压强度设计值；a1为局部受压面积，即钢板与墙体接触处的受压面积；?为钢板有效接触面积系数，?取0.7~0.9。

（2）上部墙体抗弯强度计算。当梁高以内的墙体拆除后，上部墙体的荷载通过钢支撑传递到下部墙体上，此时设计应计算上部墙体的抗弯强度。在工程实际中，由于钢支撑布置较为密集，应力传递角一般在刚性角范围内，一般可免于计算。

3.施工关键技术

3.1 施工顺序

基础托换加固改造工程的施工顺序至关重要，一般施工顺序为：开挖基础—绑扎钢筋—浇筑基础梁柱混凝土—布置支撑体系。并将墙体上的门窗洞口砌筑牢固，必要时加固墙体—按设计图绑扎梁的纵筋及箍筋—绑扎柱钢筋—浇筑梁柱混凝土—拆除基础托换梁下部墙体。

3.2 施工监测

加固改造施工过程中，不可预见的因素很多，特别是拆除承重墙时，每个施工阶段都要准确测量沉降、倾斜、裂缝等相关数据，对建筑物进行严密监控，以便在出现异常现象时及时采取解决办法。

3.3 支撑布局

在施工基础及柱子时，需要拆除部分墙体，因此，除应验算剩余承重墙体的强度、稳定性是否满足要求外，还应采用有效的支撑体系，分散上部荷载，特别是在有较大洞口的地方，还应适当加强支撑。

3.4 混凝土浇筑

加固改造工程混凝土应具有良好的和易性，易于浇注，否则易造成蜂窝状表面。应采用细石混凝土；水泥应采用早期强度发展较快的普通硅酸盐水泥，使混凝土能较早达到设计强度；混凝土中应加入适量膨胀剂，加强振捣。

4。结论

墙体边夹层梁托换与墙体托换单梁托换各有优缺点，应根据原结构检测鉴定结论并结合实际情况选用。对于整体性、刚度较差的结构，建议采用前者，以尽量减少原结构的变形和破坏；对于质量性能较好的结构，建议采用后者托换方法。