[发明专利]一种竖向构件的置换卸载结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种竖向构件的置换卸载结构及施工方法。

背景技术

随着建筑行业快速发展，建设工程中结构构件混凝土强度出现问题的情况时有发生，建筑结构的竖向结构构件（柱、剪力墙）混凝土强度一旦出现问题，经济及社会影响巨大。目前，解决此类问题的方法通常有三种：一是对出现问题的构件直接进行加固处理，如增大截面，型钢加固等，采用此类方法会改变原结构应力分布情况，影响建筑空间；二是直接全部拆除后重新浇筑，鉴于混凝土质量问题一般拆模后甚至验收时才发现，往往出现问题的构件上面已经施工若干层，若拆除重建，其经济损失、社会不利影响巨大；三是置换加固，鉴于采用置换加固时的传统支撑方法，如从基础层开始全楼满堂支撑卸载，分段置换，或采用型钢结构整体卸载，其费用高、工期长。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中竖向构件置换方法中存在的改变原结构应力分布情况，影响建筑空间、费用高、工期长的问题，提供一种竖向构件的置换卸载结构及施工方法，达到快速、可靠置换的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种竖向构件的置换卸载结构，包括固定安装在被置换竖向构件上、下两端的支撑构件，在支撑构件之间设置有位于竖向构件两侧的卸载柱，在卸载柱与上端的支撑构件之间设置有卸载千斤顶。本发明的置换卸载结构通过设置两个支撑构件在所需置换构件的上下两侧，然后通过设置卸载柱、卸载千斤顶，以竖向构件为基准，将需要卸除的荷载通过上部支撑构件、卸载千斤顶、卸载柱、下方的支撑构件传递至下层竖向构件，相对于现有的置换技术而言，占用的空间很少，置换后可以快速恢复原空间，施工周期缩短，费用也大大降低，具有明显的社会效益和经济效益。

所述的支撑构件包括固定设置在竖向构件上的支撑牛腿，支撑牛腿内部设置抗剪钢筋与竖向构件连接。支撑牛腿通过抗剪钢筋与竖向构件浇筑成整体的方式，可以极大提升支撑牛腿的传力效果，同时，将竖向构件需置换段的负荷传递给下层竖向构件。

所述卸载千斤顶的两侧沿水平方向设置有支撑小柱。支撑小柱能增强千斤顶在卸载过程中的稳定性，进一步提高卸压支撑结构的可靠性。

所述卸载千斤顶的两端分别通过钢垫板作用在支撑构件与卸载柱上。通过钢垫板的设置，可以使卸载柱的受力趋于均匀。

在所述的卸载柱与竖向构件之间还设置有隔断构造层。通过设置一个隔断构造层，可以使得卸载柱与竖向构件需置换段之间完全分离，保证卸载完全，避免局部卸载不足造成的影响。

所述隔断构造层的厚度为20~50mm。经过申请人的多次研究和实验，隔断构造宽度设置20~50mm时既可以达到隔断的目的，又保证竖向构件两侧的卸载柱的卸载均匀分布，成本最低。

所述位于竖向构件两侧的卸载柱之间还设置有连接构件。申请人发现卸载柱沿高度方向合适位置设置连接构件，可以保持两侧卸载柱的同步受力和刚度一致，可减少卸载柱的有效高度，减小卸载柱截面尺寸，节约造价。

所述的连接构件之间的间隔为1.5~2.0m。进一步讲，发明人发现，连接构件沿卸载柱高度方向设置的间距在1.5~2.0m之间最为适宜。

一种竖向构件的置换施工方法，包括以下步骤：

（a）将竖向构件需置换段的楼面板、楼顶板位于卸载柱位置的混凝土凿除；

（b）在竖向构件上钻孔，放置抗剪钢筋，绑扎支撑牛腿的钢筋，同时将支撑小柱的钢筋预埋固定，浇筑支撑牛腿；

（c）在竖向构件的置换段钻孔，放置连接构件，绑扎卸载柱的钢筋，浇筑卸载柱，卸载柱柱顶预埋钢垫板；

（d）在卸载柱上安装卸载千斤顶，采用卸载千斤顶进行卸载，浇筑支撑小柱混凝土；

（e）凿除竖向构件需置换段的混凝土后重新浇筑，待其混凝土强度达到设计要求后，拆除卸载千斤顶、卸载柱及支撑构件。

本发明的另一个目的是提供一种竖向构件的置换施工方法，通过上述步骤，在较小的空间范围内进行置换，从而减小空间影响，同时采用平截面假设，即重力荷载在置换的过程中按刚度分配；重力荷载在置换过程中不转移，即不考虑空间作用，将需要采用复杂专业程序进行计算的简化为简单的手算，方便技术人员掌握使用，与传统卸载方法相比，在需要置换的构件两侧增设卸载柱，卸载柱通过上下层支撑牛腿连接卸载，直接将竖向构件需置换段架空，从而达到卸载的目的。

在步骤（b）中，还包括将竖向构件与支撑牛腿的接触表面凿毛的步骤。通过将支撑牛腿与原结构表面凿毛，可以增加抗剪能力，提高传力效果。