论文某老建筑木结构的托梁抽柱设计，该文是木结构类有关论文例文与托梁和老建筑木结构和设计方面论文范例.
文/ 李兴甲 浙江高专建筑设计研究院有限公司 浙江宁波 315016
【摘 要】某老建筑因使用要求,需抽掉支承楼面木主梁的木柱,形成大空间.通过设置钢桁架抱住木主梁,并设置钢筋混凝土附壁支承柱,成功实现托梁抽柱.本文可供类似改建工程结构设计时参考.
【关键词】木结构；托梁抽柱；钢桁架；附壁支承柱
1.概述
宁波市江北老外滩一老建筑,现为一私人会所,无相关设计施工资料,建于何年也不详,但根据宁波市老外滩的历史,使用时间应有近百年.该建筑为三层,二、三层楼面结构平面图如图1.墙体采用青砖、石灰砂浆砌筑,墙体厚度为240mm 厚,双面采用石灰砂浆粉刷.
②、④、⑤ 轴楼面主梁为100mmx280mm方木,主梁下等间距设置二根Φ140mm 圆木柱,主梁上设有方木次梁,次梁上铺木地板；②、④、⑤轴屋面为三角形木屋架,木屋架上设有方木檩条,檩条上为木望板,木望板上为小青瓦屋面.从现场情况看,木头质量较好,无白蚁、腐烂、开裂等现象,木结构仍能正常使用.现业主要求将②、④、⑤轴上的二根圆木柱取消,进行托梁抽柱,形成大空间.
2.托换梁的设计
业主要求托换梁要轻巧,且不要降低太多的净高.采用钢筋混凝土托换梁,截面尺寸相对较大,与木结构连接也不好处理；混凝土与木头长期接触,若处理不当,可能会影响木结构寿命；同时,钢筋混凝土梁施工也不方便；因此,采用钢筋混凝土梁的方案被否决.最后决定采用如图2 所示的钢桁架托换方案,得到了业主的认可.100mm x 角钢L75mm x 50mm x 6mm 紧贴楼面木主梁的二侧,二根角钢之间用M16 螺杆拉结,角钢与方钢用二根50mm x 6mm 钢板缀条焊接连接.该钢结构桁架仅占用100 mm净空,外观轻巧、美观,且施工方便.
下面来说明钢结构桁架的计算.取如图3所示的计算简图,上弦杆为二根角钢L75mm x 50mm x 6mm 短肢相拼,上弦杆为100mm x 100mm x 6mm 方钢,腹杆为二块50mm x 6mm 钢板,腹杆两端与上下弦杆按铰接考虑；作用在钢桁架上的荷载按均布荷载考虑,楼面恒载取1.5KN/m2,,则q 恒等于5.7KN/ m,楼面活载取2.5KN/m2,则q 活等于9.5KN/ m；桁架的高度取上下弦杆的形心之间的距离,即H等于380–50–12.1等于317.9 mm.根据计算内力,上弦杆按压弯构件计算,下弦杆按拉弯构件计算,腹杆按轴心受压或受拉杆件计算,经计算各构件的强度和稳定性均满足要求.根据腹杆的拉力或压力,计算腹杆与上、下弦杆的连接焊缝.经计算钢桁架的挠度为12.6mm,小于L/400（为14mm）.
3.钢桁架支承柱及其基础的设计
考虑到原墙体无构造柱、圈梁,且使用时间已较长,故钢桁架另设支承柱,柱下另设基础,将钢桁架承受的荷载直接传给地基土.支承柱采用钢筋混凝土柱,断面300mm x300mm,混凝土柱与墙体交接处,将墙体粉刷凿除并凿成马牙槎,混凝土柱与墙体之间设拉结筋；这样,支承柱还可兼做附壁构造柱,起到对墙体的加固作用.具体如图4.
根据钢桁架传下来的荷载,支承柱下新设置钢筋混凝土基础,新增基础平面图如图5；基础厚度取500mm,既可满足基础台阶宽高比不大于2.5,也可满足附壁支承柱纵筋在基础内直锚段长度大于20d.
由于施工场地小,很难实施现场搅拌混凝土和泵送混凝土的施工,故支承柱和新做基础均采用H40 无收缩自流平灌浆料,保证了质量也减少了对周边环境的影响.
4.托梁换柱的施工要求
托梁换柱应要有合理的施工顺序和必要的措施来确保安全.施工顺序应按以下要求进行：第一步,施工新加的基础.第二步,加工钢桁架.由于本建筑为木结构,宜避免在室内加工,以防火灾；为保证钢桁架尺寸准确,加工前应实地测量建筑的平面尺寸和各木主梁的截面尺寸.第三步,自下而上在二层和三层楼面木次梁下设置牢固的临时支撑,使楼面木主梁卸载.第四步,从上而下拆除二根圆木柱,并观察临时支撑的受力和变形情况,确保支撑安全.第五步,绑扎一层支承柱钢筋,浇筑一层支承柱灌浆料,安装二层楼面钢桁架.钢桁架应尽量顶紧楼面木主梁,木主梁底部和两侧与钢桁架接触处,采用结构胶将缝隙填实,并通过螺杆将木主梁抱紧.第六步,绑扎二层支承柱钢筋,待一层支承柱灌浆料浇筑48 小时后,浇筑二层支承柱灌浆料,安装三层楼面钢桁架.钢桁架与木主梁连接要求同二层楼面.第七步,绑扎三层支承柱钢筋,待二层支承柱灌浆料浇筑48 小时后,浇筑三层支承柱灌浆料至屋架下弦底.第八步,待支承柱灌浆料达到龄期后,从上往下逐层拆除临时支撑.第九步,对钢桁架进行防锈、防火处理.
结语：
通过设置钢桁架抱住木主梁,成功完成了托梁去柱,施工简单,基本不降低房屋净高.采用钢筋混凝土柱既解决了钢桁架的支承问题,又增强了外墙的整体性和稳定性.该工程改造竣工并投入使用已五年,使用情况良好,得到业主的好评.
参考文献：
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参考文献：
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