某電信大樓一單層營業廳,原營業廳柱典型跨度為7.8m,柱距為5.5米, 擬添置設備,由于設備體型較大,業主找到我們,希望抽掉中間三根框架柱,形成大空間。原營業廳梁柱局部平面布置:
本工程為柱跨較為均勻的框架結構,框架柱拔除后,原框架梁跨度大幅度增加,拔除部位梁內力變化明顯。
根據本工程的特點和業主要求,初步設計時,我們共考慮了三個托換方案:
方案一:
此方案是托梁拔柱工程中最常用的方法,技術成熟,操作簡單易行。主要通過無粘結預應力梁進行托換實現拔柱。但本方案濕作業大,操作周期長,對邊柱影響較大,邊柱偏心受壓明顯,需要加大截面加固;同時柱底彎矩增大,導致原獨立基礎需進行加固。由于業主要求停產時間盡可能短,營業廳內設備盡可能不移除,施工影響盡量小。此方法則不可避免地導致生產線必須長時間停產,并且對室內影響較大,基本上現有設備大部分都必須移除。
方案二:
由于室內作業時間和空間均受限,考慮在屋面設置鋼結構梯形桁架。兩端簡支,對原混凝土柱理論上不會產生偏心壓力(實際仍需要考慮偏心);鋼結構輕質高強的特點,基本上不會給基礎帶來太大的附加荷載。實施時,考慮到實際的偏心影響,對原混凝土柱進行外包型鋼加固;基礎經復核后,不予加固處理。此方案既滿足拔柱需要,又符合業主要求的室內作業時間短,影響面小。不失為一個最佳方案。
方案三:
此方案和方案二原理一致,只是鋼結構桁架換成了混凝土預應力簡支梁,施工上更簡便,尤其是簡支梁與原有樓面梁的連接較容易處理。但增加荷載較多,增加的荷載大約相當于方案二的3~4倍。柱考慮加大截面加固,基礎考慮靜壓樁加固,增加了室內作業的時間和影響。
對比三個方案,方案一技術成熟,有法可依,是托梁拔柱工程中最常用,最安全可靠的方案,但用于此項目會帶來生產的長時間停頓和大量濕作業。方案二個人認為最適宜用于此項目,但鋼結構制作施工需要專業的鋼結構公司配合參與,桁架須按照鋼結構屋面進行系桿及支撐的布置,防止失穩;鋼構件的防銹,以及鋼桁架與樓面梁的連接也需要慎重考慮。方案三操作簡便,連接可靠,但最大的缺點就是自重較大,且室內仍避免不了大量的濕作業。
托換作業完成后,經過評估,可對中間柱采取靜力切割,拆除三根框架柱,形成生產需要的大空間。