[发明专利]既有建筑隔震加固的托换结构与托换施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构改造技术领域，涉及一种托换结构，主要应用于既有建筑隔震加固中承重框架柱的托换。

本发明还涉及一种基于上述托换结构的托换施工方法。

背景技术

在既有建筑的隔震加固改造中，常常用到托换技术。通常有两种托换结构和方法：一种是“型钢对拉螺杆法”，另一种是“包钢托梁法”。

“型钢对拉螺杆法”由东南大学发明，并应用江南大酒店等工程的平移中。隔震加固工程托换也沿袭了这种做法。该托架体系是在平移中的“型钢对拉螺杆法”基础上设置型钢柱形成托换钢框架，下端支撑在原结构的基础上，上端通过对拉螺杆等与柱连接，形成抱箍作用，通过螺杆和新旧混凝土的粘结作用抗剪，荷载转移至钢梁，在经过型钢柱传至基础。托换结构完成后，先切割柱子混凝土，再施工下支墩，安装隔震支座，再浇筑上支墩及顶层梁板，最后拆除托换钢框架，托换完成。

“包钢托梁法”在云南省林科院办公楼隔震加固改造中使用(摘自《建筑结构》2016年第5期加固专辑)。原结构柱四周设置翼形包钢板与型钢梁螺栓连接，，型钢梁下设置型钢支柱，支架立于下部基础上。托换时，先切割混凝土柱，再浇筑上、下支墩以及顶部梁板。代混凝土强度达到设计要求后，拆除托换结构，托换完成。

这两种托换结构及托换方法主要存在以下三个问题：(1)材料消耗大，对拉螺杆，型钢梁柱等耗耗大量钢材；(2)支护时间长，需要上支墩混凝土达到设计强度后才能拆撑；(3)造价高，施工费用、材料费用等较高；(4)安全风险大，柱底全部采用这种连接，万一发生水平晃动，上部结构可能有安全隐患。

现有托换技术的上述缺陷，严重阻碍了隔震技术在抗震加固中的应用，亟待开发适合隔震技术特点的托换方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种既有建筑隔震加固的托换结构和托换施工方法。其产生的基础在于，本申请的发明人提供了一种不同于以往的上支墩构造和隔震支座安装方法(上、下支墩一并考虑托换荷载，同时隔震支座的安装采用焊接螺母等方式)。因此，本发明所述的托换结构和托换方法，具有结构简单、施工便利，周期短的优点。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种既有建筑隔震加固的托换结构，包括上部结构、下部结构以及若干支柱；其中，上部结构位于既有建筑中隔震支座安装位置处的上方，下部结构位于既有建筑中隔震支座安装位置处的下方；各支柱均位于隔震支座安装位置处的外侧，且各支柱的两端分别与上部结构、下部结构顶紧。

作为本发明的进一步改进，所述上部结构包括上支墩，下部结构包括下支墩；上支墩包括原有上部结构柱以及在原有上部结构柱外围新浇而成的混凝土结构a，下支墩包括原有下部结构柱以及在原有下部结构柱外围新浇而成的混凝土结构b；各支柱的两端分别与混凝土结构a、混凝土结构b顶紧。

作为本发明的进一步改进，各支柱分为四组，对应为第一组、第二组、第三组、第四组支柱；其中：第一组、第二组支柱为主承载结构柱，相互平行，并对称地分布在隔震支座安装位置处的两侧；第三组、第四组支柱为备用安全措施，相互平行，并对称地分布在隔震支座安装位置处的另外两侧。

作为本发明的进一步改进，各支柱的上端与混凝土结构a之间、下端与混凝土结构b之间均设置有钢楔。

作为本发明的进一步改进，所述支柱为截面呈圆形或者方形的钢管。

作为本发明的进一步改进，钢管内部灌注有混凝土。

本发明的再一个技术目的是提供一种基于上述托换结构的既有建筑隔震加固的托换施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据施工条件，在上、下支墩之间处于纵向的两两相互平行的四个侧面，合理确定支柱放置位置，前述的四个侧面分别为侧面a、侧面b、侧面c、侧面d：在上、下支墩之间的侧面a、侧面b，分别对应地放置第一、第二组支柱，第一、第二组支柱包括若干根支柱，并相互平行；各支柱上端面采用楔板与上支墩底面预埋板顶紧，下端面采用楔板与下支墩顶面部预埋板顶紧；其中：上支墩包括原有上部结构柱以及在原有上部结构柱外围新浇而成的混凝土结构a，下支墩包括原有下部结构柱以及在原有下部结构柱外围新浇而成的混凝土结构b；

(2)将上、下支墩之间的侧面c、侧面d作为施工面，进行原有上部结构柱、原有下部结构柱之间的待截断结构柱的切割并移除；

(3)在待截断结构柱对应的位置处放置隔震支座；在隔震支座的上部与上支墩之间、隔震支座的下部与下支墩之间均留出用于灌注灌浆料拌合物的空隙；并根据标高及水平度控制要求，在空隙处设置楔板将隔震支座架空并固定；