钢筋混凝土分荷结构在房屋平移中的应用

PAGEPAGE4钢筋混凝土分荷结构在房屋平移中的应用摘要：结合工程实例，介绍了六层框架结构整体平移的设计与施工过程，首创了“钢筋混凝土分荷结构”，解决了柱荷载大而集中的问题。并应用先进的PLC同步控制系统，使房屋最后精确平移就位。关键词：分荷结构框架结构结构托换整体平移1.工程概况1.1建筑概况天津众美制衣综合楼原为津东农工商营业楼，建于1992年。为6层钢筋混凝土框架结构（见图一），北侧后门正中有运货电梯一座，东西两侧各有一道人行楼梯。建筑物东西长43.08m，南北长27.65m。除一楼层高为5.4米，6楼层高3.9米外，其余各层的层高均为4.5米，大楼总高27.9米，建筑总面积约5200平方米。根据规划需要，大楼整体向北平移35m，迁移总重量约为10346吨。（图二）图一房屋原貌图二平移示意图1.2基础概况原大楼A轴为一层裙房，A轴柱下为条形基础，采用倒T形断面，梁高0.8m，板厚0.3m，梁宽0.5m，板宽1.5m。B～F轴采用C30钢筋混凝土梁板式筏板基础，主梁断面高1.4m，宽0.8m，梁底相对标高-2.100m。次梁断面高1.3m，宽0.7m，梁底相对标高-2.100m，筏板厚0.4m，板底相对标高-1.700m，筏板在基础周边还伸出轴线外2.5m。基础梁板下均设0.1m厚的C10素混凝土垫层。（图三）图三基础平面示意图基础断面示意图1.3地质情况根据地勘报告，地质情况如下：层底标高0.1～1.89m为人工填土层；0.47～1.33m由坑底淤泥组成；-1.40～-2.12m由粘土和亚粘土组成，可做建筑物的持力层；-11.01～-11.82m主要由灰色亚粘土、轻亚粘土组成。本场区地基土的容许承载力［R］值，在标高-1.63m以上天然土（不包括坑底淤泥）［R］=120KPa；在标高-1.63～－7.13m，［R］=100KPa；在标高-7.13～－11.82m，［R］=120KPa；在标高-11.82～－13.72m，［R］=140Kpa。2.分荷结构要使房屋移动，必须将其由原基础托换到可移动的上轨道结构体系上。在上轨道结构体系设计中，将框架柱的集中荷载转换为上轨道梁对下轨道梁的分布荷载，这对于柱荷载较大、地基承载力较低、移动距离较远的下轨道结构体系及其基础的设计是经济的、合理的。若仅依靠上轨道梁自身进行此荷载的转换，不但需加大上轨道梁的截面，而且还因梁的变形使荷载分布不均，柱下荷载偏大，跨中荷载偏小，荷载转换的效果不甚理想。因此合理的选择是采用分荷结构，将柱荷载经分荷结构传至上轨道梁，然后近似转换为均布荷载，通过移动装置作用于下轨筋砼抱柱梁是进行柱托换的一种较为可靠、安全的形式。3.3.3夹墙梁设计夹墙梁布置在墙两侧，相互之间通过小系梁连接，确保墙体切断之后承托墙体重量。3.3.4分荷结构设计在本工程中开发应用“钢筋混凝土分荷结构”来解决柱荷载集中的问题。这种结构相比钢结构更能确保支点的受力可靠性，而且有很好的经济性与施工的便捷性。分荷结构的上部抱柱箍与上轨道梁的抱柱梁同时受力，对柱进行托换，抱柱箍按抱柱梁设计考虑。斜柱按45°设置进行分荷（见图五），按受压杆件考虑，钢筋按构造配筋设计。两侧斜柱间在上轨道梁处通过系梁连结，以增强整体性。“钢筋混凝土分荷结构”的工程成本较钢结构大大减少，但分荷效果较好。3.4滑动面设计本工程采用滚动摩擦，滑动面为滚轴对钢板。滚轴采用φ73钢管，管内灌高标号细石膨胀性混凝土，两端钢板焊接封盖。采用钢管砼的优点是受压后有微小的变形，可部分消除因施工精度不足造成的上下轨道梁不平整，保证上滑梁受力较均匀，减少对房屋结构产生不利影响。3.5顶推设计要使房屋移动，目前有牵引法和顶推法两种。本工程采用顶推法，利用液压千斤顶作为顶推设备，采用目前我公司先进的PLC同步控制系统，使各千斤顶的同步顶推精度控制在2mm以内。因本工程平移距离较远，而千斤顶行程较小，仅为1.2m。所以顶推反力支座采用钢筋混凝土固定支座和钢结构活动反力支座两种形式。平移6.6米距离内采用更换顶铁的方法，每平移6.6米后倒用钢结构活动反力支座。房屋移动启动时的滚动摩擦系数按0.1考虑，根据各轴线的荷载计算，本工程共采用100t千斤顶6台，320t千斤顶2台。4.平移效果本工程于2004年7月26日开始平移，于2004年7月31日平移到位。开始启动时采用分级加载的方法。按照各轴线的荷载，分别按摩擦系数为0.02、0.03、0.04直至0.1取值计算出理论推力，然后由控制系统确定应提供的油源压力值。这种方法可以很好的保护房屋结构，避免突然的启动产生较大的加速度。实际顶推时，摩擦系数为0.04。顶推速度平均为2cm/Min，房屋一天平均移动约8米。就位横向偏差为3