局部框架柱托梁换柱加固施工方案

横店影视城-唐城-王府东阙楼工程

横店集团建设有限公司

2015年5月26日

目录

一、工程概况 (2)

二、主要编制施工依据 (2)

三、施工组织管理 (2)

（一）施工组织机构 (2)

（二）施工单位与职能分工 (6)

四、托梁换柱施工方法 (4)

（一）施工工艺流程 (5)

（二）施工方法 (6)

五、卸载钢支顶的设计验算 (4)

（一）框架柱所承受的竖向荷载 (5)

（二）钢支柱满足轴向承载力要求所需截面计算 (6)

（三）钢支柱整体稳定性与局部稳定性验算 (6)

六、质量保证措施 (1)

七、施工安全措施 (4)

局部框架柱托梁换柱加固施工方案

一、工程概况

横店影视城-唐城-王府东阙楼工程现已结顶，在中间结构验收中发现底层部分框架柱C25混凝土强度不符合设计要求。2015年5月21日，经集团工程监管部、集团建设有限公司、横店古建筑设计院等单位会议决定，对C15以下的混凝土柱进行置换重新浇筑混凝土处理，C15~C20的混凝土柱进行加固补强处理，C20~C25的混凝土柱通过设计验算能满足使用安全要求时不作处理。本方案针对C15以下的混凝土框架柱采用托梁换柱法重新浇筑混凝土进行编制，具体针对5/D部位典型混凝土柱进行编制。

二、主要编制施工依据

1、横店古建筑设计院设计施工图；

2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300；

3、混凝土结构加固设计规范（GB50367）；

4、建筑结构荷载规范（GB50009）；

5、钢结构设计规范（GB50017）；

6、建筑施工安全检查标准（JGJ59）。

三、施工组织管理

（一）施工组织机构

卸荷施工组测

量

观

测

组

钢

筋

班

组

木

工

班

组

混

凝

土

班

组

横店建筑工程有限公司

专业加固公司工程施工项目部

（二）施工单位与职能分工

总包单位：横店建筑工程有限公司，负责本次加固施工方案的落实，并上报集团工程监管部进行审查，负责方案实施的监督及对分包专业公司的管理。

工程施工项目部：春秋唐城陈金水项目部，负责被置换框架柱承受荷载的卸除、被置换框架柱拆除、建筑结构的位移变形观测及置换框架柱钢筋混凝土工程的施工。

专业分包公司：浙江汇泰建筑特种工程有限公司，负责本次加固补强混凝土柱的加固设计及其具体施工。

四、托梁换柱施工方法

（一）施工工艺流程

放线→钢支顶施工→待置换框架柱卸载→拆除待置换混凝土框架柱→置换框架柱钢筋混凝土施工→置换框架柱混凝土养护、修整→拆除卸载支顶→完成施工。

（二）施工方法

1、放线：按施工图纸放出各层所在置换柱位置的纵横向轴线；根据轴线放出卸载钢构件的支顶位置，并由专业测量人员进行复核、记录。

2、按被置换框架柱所承受的荷载进行各层钢支顶设计，本方案按典型框架柱——5/D部位框架柱进行设计；按设计要求进行钢支顶施工。

（1）5/D部位框架柱的钢支顶施工设计

5/D轴框架柱卸载方案设计施工图如下：

钢支垫

14.150

千斤顶

10.850

卸载钢支顶

安全钢支顶快凝快硬高强自流平灌浆料灌浆

-0.060

C20混凝土浇筑密实

5/D轴框架柱卸载方案立面图

5/D轴框架柱卸载方案（首层）平面图

钢支顶图

270×600×16钢垫板

270×450×20钢垫板

千斤顶

千斤顶钢支顶安装图

270×600×16钢垫板

270×450×20钢垫板

15-20厚快凝快硬高强

自流平灌浆料补平

安全钢支顶安装图

2、5/D轴框架柱卸载置换施工

（1）施工顺序：安装首层千斤顶卸载钢支顶，首层卸载→安装首层安全支顶，安全支顶底座灌浆→安装上一层千斤顶卸载钢支顶，上一层卸载→如此自下层至上层进行，直至到最高层→待置换框架柱拆除→置换框架柱钢筋混凝土施工→置换框架柱修整，养护→自上至下拆除千斤顶卸载钢支顶和安全支顶。

（2）千斤顶卸荷要求：千斤顶卸载时，各荷载平均分10级逐级进行卸荷，各层卸载点按级轮流循环卸载或同时卸载，各级段卸荷时间间隔控制为10分钟。

（3）卸载时位移观测：由专人使用光学水准仪与经纬仪进行观测。观测方法如下：各层在通过要置换框架柱的梁上和该框架柱上部设置沉降位移观测点（每条梁不少于2个，柱一个）。施工开始前进行首次观测并做好观测记录；加固施工卸载时每加一级荷载观测一次，并将观测到的梁绕度值和框架柱位移变化及时汇报给现场施工负责人，梁绕度值和框架柱位移最大值不得超过梁净跨1/250；卸载完成后在置换框架柱混凝土期间每4小时观测一次，当绕度值和框架柱位移最大值超过梁净跨1/250时，检查千斤顶压力表读数，加大支顶力（或增加支顶数）将梁变形进行顶回修正。

五、卸载钢支顶的设计验算

本方案按典型框架柱——5/D部位框架柱进行设计验算。

（一）框架柱所承受的竖向荷载

框架柱所承受的竖向荷载如下表（荷载单位为kg）：

序号恒载标准值恒载计算值

2

3

4

5轴 D E端

D轴 54端

37694523 4.370标高以下

4.370~8.450

8.450~10.850

10.850~14.150

5

34324118

14.150标高以上

30953714

24572948

19982380

8.450~10.850

10.850~14.150

14.150标高以上

5轴 D C端

位置/钢支架受力范围

8827

5858

4596

10592

7030

5515

8.450~10.850

10.850~14.150

14.150标高以上

D轴 56端

8.450~10.850

10.850~14.150

14.150标高以上

5934

4179

3261

5015

3913

5130

3703

2900

4444

3480

7121

6156

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

（二）钢支柱满足轴向承载力要求所需截面计算

钢支柱材质选用Q235钢，抗压强度设计值取f=190N/mm2，则按满足轴向承载要求钢支柱的受力有效断面面积分别不小于：

A S1=N1/f=4523×10/190=238mm2；A S2=N2/f=4118×10/190=217 mm2；

A S3=N3/f=3714×10/190=195mm2；A S4=N4/f=2948×10/190=155mm2；

A S5=N5/f=2380×10/190=125mm2；A S6=N6/f=10592×10/190=557mm2；

A S7=N7/f=7030×10/190=370mm2；A S8=N8/f=5515×10/190=290mm2；

A S9=N9/f=7121×10/190=375mm2；A S10=N10/f=5015×10/190=264mm2；

A S11=N11/f=3913×10/190=206mm2；A S12=N12/f=6156×10/190=324mm2；

A S13=N13/f=4444×10/190=234mm2；A S14=N14/f=3840×10/190=202mm2。

采用统一规格I10的工字钢支柱，其有效截面面积A S=1430mm2。

（三）钢支柱整体稳定性与局部稳定性验算

按支柱进行稳定性验算。

工字钢支柱轴心压力计算最大值：N max=105920KN；

工字钢支柱截面面积：A S=1430mm2；

工字钢支柱计算长度：L0=1.0×10.46=10.46m；

工字钢支柱截面回转半径（查手册）：i0X=414mm；i0Y=152mm；

工字钢支柱长细比：λX=L0/i0X=10460/414=25，λY=L0/i0Y=10460/152=69；

λX×√fy/235=25×√190/235=22.5

λY×√fy/235=69×√190/235=62.0