鋼筋混凝土分荷結(jié)構(gòu)在房屋平移中的應(yīng)用

PAGEPAGE4鋼筋混凝土分荷結(jié)構(gòu)在房屋平移中的應(yīng)用摘要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹了六層框架結(jié)構(gòu)整體平移的設(shè)計(jì)與施工過程，首創(chuàng)了“鋼筋混凝土分荷結(jié)構(gòu)”，解決了柱荷載大而集中的問題。并應(yīng)用先進(jìn)的PLC同步控制系統(tǒng)，使房屋最后精確平移就位。關(guān)鍵詞：分荷結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)托換整體平移1.工程概況1.1建筑概況天津眾美制衣綜合樓原為津東農(nóng)工商營業(yè)樓，建于1992年。為6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（見圖一），北側(cè)后門正中有運(yùn)貨電梯一座，東西兩側(cè)各有一道人行樓梯。建筑物東西長43.08m，南北長27.65m。除一樓層高為5.4米，6樓層高3.9米外，其余各層的層高均為4.5米，大樓總高27.9米，建筑總面積約5200平方米。根據(jù)規(guī)劃需要，大樓整體向北平移35m，遷移總重量約為10346噸。（圖二）圖一房屋原貌圖二平移示意圖1.2基礎(chǔ)概況原大樓A軸為一層裙房，A軸柱下為條形基礎(chǔ)，采用倒T形斷面，梁高0.8m，板厚0.3m，梁寬0.5m，板寬1.5m。B～F軸采用C30鋼筋混凝土梁板式筏板基礎(chǔ)，主梁斷面高1.4m，寬0.8m，梁底相對標(biāo)高-2.100m。次梁斷面高1.3m，寬0.7m，梁底相對標(biāo)高-2.100m，筏板厚0.4m，板底相對標(biāo)高-1.700m，筏板在基礎(chǔ)周邊還伸出軸線外2.5m?；A(chǔ)梁板下均設(shè)0.1m厚的C10素混凝土墊層。（圖三）圖三基礎(chǔ)平面示意圖基礎(chǔ)斷面示意圖1.3地質(zhì)情況根據(jù)地勘報(bào)告，地質(zhì)情況如下：層底標(biāo)高0.1～1.89m為人工填土層；0.47～1.33m由坑底淤泥組成；-1.40～-2.12m由粘土和亞粘土組成，可做建筑物的持力層；-11.01～-11.82m主要由灰色亞粘土、輕亞粘土組成。本場區(qū)地基土的容許承載力［R］值，在標(biāo)高-1.63m以上天然土（不包括坑底淤泥）［R］=120KPa；在標(biāo)高-1.63～－7.13m，［R］=100KPa；在標(biāo)高-7.13～－11.82m，［R］=120KPa；在標(biāo)高-11.82～－13.72m，［R］=140Kpa。2.分荷結(jié)構(gòu)要使房屋移動，必須將其由原基礎(chǔ)托換到可移動的上軌道結(jié)構(gòu)體系上。在上軌道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，將框架柱的集中荷載轉(zhuǎn)換為上軌道梁對下軌道梁的分布荷載，這對于柱荷載較大、地基承載力較低、移動距離較遠(yuǎn)的下軌道結(jié)構(gòu)體系及其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)的、合理的。若僅依靠上軌道梁自身進(jìn)行此荷載的轉(zhuǎn)換，不但需加大上軌道梁的截面，而且還因梁的變形使荷載分布不均，柱下荷載偏大，跨中荷載偏小，荷載轉(zhuǎn)換的效果不甚理想。因此合理的選擇是采用分荷結(jié)構(gòu)，將柱荷載經(jīng)分荷結(jié)構(gòu)傳至上軌道梁，然后近似轉(zhuǎn)換為均布荷載，通過移動裝置作用于下軌筋砼抱柱梁是進(jìn)行柱托換的一種較為可靠、安全的形式。3.3.3夾墻梁設(shè)計(jì)夾墻梁布置在墻兩側(cè)，相互之間通過小系梁連接，確保墻體切斷之后承托墻體重量。3.3.4分荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在本工程中開發(fā)應(yīng)用“鋼筋混凝土分荷結(jié)構(gòu)”來解決柱荷載集中的問題。這種結(jié)構(gòu)相比鋼結(jié)構(gòu)更能確保支點(diǎn)的受力可靠性，而且有很好的經(jīng)濟(jì)性與施工的便捷性。分荷結(jié)構(gòu)的上部抱柱箍與上軌道梁的抱柱梁同時(shí)受力，對柱進(jìn)行托換，抱柱箍按抱柱梁設(shè)計(jì)考慮。斜柱按45°設(shè)置進(jìn)行分荷（見圖五），按受壓桿件考慮，鋼筋按構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)。兩側(cè)斜柱間在上軌道梁處通過系梁連結(jié)，以增強(qiáng)整體性。“鋼筋混凝土分荷結(jié)構(gòu)”的工程成本較鋼結(jié)構(gòu)大大減少，但分荷效果較好。3.4滑動面設(shè)計(jì)本工程采用滾動摩擦，滑動面為滾軸對鋼板。滾軸采用φ73鋼管，管內(nèi)灌高標(biāo)號細(xì)石膨脹性混凝土，兩端鋼板焊接封蓋。采用鋼管砼的優(yōu)點(diǎn)是受壓后有微小的變形，可部分消除因施工精度不足造成的上下軌道梁不平整，保證上滑梁受力較均勻，減少對房屋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。3.5頂推設(shè)計(jì)要使房屋移動，目前有牽引法和頂推法兩種。本工程采用頂推法，利用液壓千斤頂作為頂推設(shè)備，采用目前我公司先進(jìn)的PLC同步控制系統(tǒng)，使各千斤頂?shù)耐巾斖凭瓤刂圃?mm以內(nèi)。因本工程平移距離較遠(yuǎn)，而千斤頂行程較小，僅為1.2m。所以頂推反力支座采用鋼筋混凝土固定支座和鋼結(jié)構(gòu)活動反力支座兩種形式。平移6.6米距離內(nèi)采用更換頂鐵的方法，每平移6.6米后倒用鋼結(jié)構(gòu)活動反力支座。房屋移動啟動時(shí)的滾動摩擦系數(shù)按0.1考慮，根據(jù)各軸線的荷載計(jì)算，本工程共采用100t千斤頂6臺，320t千斤頂2臺。4.平移效果本工程于2004年7月26日開始平移，于2004年7月31日平移到位。開始啟動時(shí)采用分級加載的方法。按照各軸線的荷載，分別按摩擦系數(shù)為0.02、0.03、0.04直至0.1取值計(jì)算出理論推力，然后由控制系統(tǒng)確定應(yīng)提供的油源壓力值。這種方法可以很好的保護(hù)房屋結(jié)構(gòu)，避免突然的啟動產(chǎn)生較大的加速度。實(shí)際頂推時(shí)，摩擦系數(shù)為0.04。頂推速度平均為2cm/Min，房屋一天平均移動約8米。就位橫向偏差為3