一种老旧历史建筑物钢结构替换内部结构的改造方法

摘要

本发明公开一种老旧历史建筑物钢结构替换内部结构的改造方法，包括以下步骤：S1：采集建筑物信息，依据建筑物信息利用BIM技术构建建筑物模型，并进行全工况模拟；S2：依据BIM模型的模拟，在对应的位置安装钢柱；S3：拆除楼板与墙柱，并在每一楼层安装钢结构框架，将钢结构框架与钢柱以及外维护固定，从顶层向下一层层施工，直至建筑物所有楼层均安装钢结构框架；S4：在每一楼层的钢结构框架上分别安装压型楼承板；S5：在每一楼层的压型楼承板上分别浇筑混凝土构件；本发明解决了老旧砌体建筑内部改造传统框架混凝土现场不便施工，湿作业方式不环保问题，有效避免了安全质量事故的发生，经核算带来了可观的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物改造技术领域，具体涉及一种老旧历史建筑物钢结构替换内部结构的改造方法。

背景技术

我国城乡存量历史老旧建筑由于结构过时，已不适应现代空间使用要求，需要对其进行改造升级，才可继续使用，避免拆掉重建，节省工期与资金，而现传统的混凝土框架局部置换改造方法，存在湿作业和框架混凝土现场不便施工等不好解决的问题。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种老旧历史建筑物钢结构替换内部结构的改造方法，解决了老旧砌体建筑内部改造传统框架混凝土现场不便施工，湿作业方式不环保问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：采集建筑物信息，依据建筑物信息利用BIM技术构建建筑物模型，并进行全工况模拟；

S2：依据BIM模型的模拟，在对应的位置安装钢柱；

S3：拆除楼板与墙柱，并在每一楼层安装钢结构框架，将钢结构框架与钢柱以及外维护固定，从顶层向下一层层施工，直至建筑物所有楼层均安装钢结构框架；

S4：在每一楼层的钢结构框架上分别安装压型楼承板；

S5：在每一楼层的压型楼承板上分别浇筑混凝土构件；

S6：养护混凝土构件；

S7：按照BIM的设计安装管线。

优选的，在所述步骤S1中：

S11：调查老建筑物的基础、墙、柱、梁板结构现状，并熟悉新老建筑物文件，掌握设计理念与方法；

S12：建筑、结构、钢结构、节点分专业分别建模；

S13：结合钢结构软件、BIM钢结构模型，对钢结构构件的安装、原内部结构拆除过程模拟，细化安装方案，导出安装详图、螺栓拉节点的具体分布。

优选的，在所述步骤S2中：

S21：人工在对应的位置挖桩孔，在桩孔底部预埋基座，并利用混凝土对桩孔的内部修建护壁；

S22：采用人工开挖地基梁，整修成型；

S23：根据BIM模型图，测定钢柱安装位置，在每一层楼板分别开设与桩孔上下对应的穿洞；

S24：利用吊机将钢柱吊起，并穿过每一层的穿洞，将钢柱的底部与基座通过螺纹件锁紧固定，钢柱竖向贯穿整个建筑物。

优选的，在所述步骤S3中：

S31：首先拆除顶层的楼板与墙柱：搭设好防护架，按照板、梁、墙的顺序进行拆除；

S32：安装顶层钢结构框架：根据钢结构拆分单元，采用吊机吊装顶层钢结构主梁、次梁，将主梁固定在钢结构柱上，次梁拼接安装在主梁上；

S33：钢结构与外维护拉接：在原建筑物外墙的墙垛、水平圈梁位置钻螺纹孔，用对拉螺栓将原建筑物外墙与钢结构框架横梁的预留孔或预留耳板拉结，螺帽拧紧；

S34：将水平圈梁的原拉杆与钢结构框架的柱体焊接；

S35：按照上述施工步骤、顺序，对下层楼层施工，直至将所有楼层安装钢结构框架。

优选的，利用绳锯配合小功率破拆工具进行准确、细致进行板、梁、墙的顺序进行拆除，同步洒水控制扬尘，需及时清除垃圾。

优选的，在所述步骤S4中：

S41：栓钉焊接的方式，将压型钢楼承板固定安装在框架的次梁上；

S42：水电预埋等工作配合BIM模型、详图同步穿插进行。

优选的，在所述步骤S5中：

S51：在压型楼承板的每个凹槽部位放置两根主筋，垫好保护层，上部安装单层双向钢筋网，控制间距、排距绑扎牢固；

S52：采用地泵浇筑混凝土，形成楼板。

优选的，建筑物外墙的砖砌体与后浇楼板拉结处经钻孔、清孔，采用化学植筋与楼板混凝土整体浇筑。

优选的，楼板设计厚度为120mm，采用小功率振捣棒和平板振捣器，整平采用机械与人工结合进行。

优选的，在所述步骤S6中：待混凝土浇筑满8小时进行覆膜加油毡毯，洒水保湿养护14天。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

1、解决了老旧砌体建筑内部改造传统框架混凝土现场不便施工，湿作业方式不环保问题，拆除与安装交叉施工的安全质量问题，有效避免了安全质量事故的发生，经核算带来了可观的经济效益；

2、利用钢结构框架整体替换原建筑内部砖砌结构，提高了原建筑的使用功能，轻质抗震好，施工安全高效，符合老旧建筑加固的科学方向，为类似工程提供了好的范例和市场前景；

3、保留历史建筑外维护结构原貌，内部以钢结构整体替换，扩展了内部空间，改善了承载性能；

4、钢结构安装与内部结构拆除交替逆作施工技术、楼层压型钢承板混凝土及浇筑顺作施工技术，多工种协同技术。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种老旧历史建筑物钢结构替换内部结构的改造方法，包括以下步骤：

S1：采集建筑物信息，依据建筑物信息利用BIM技术构建建筑物模型，并进行全工况模拟；

步骤S1具体为：

S11：调查老建筑物的基础、墙、柱、梁板结构现状，记录下来，为改造施工打下基础，同时还需了解现场工况，做好前期施工组织、专项方案的编制，熟悉新老建筑物文件，掌握设计理念与方法；

S12：首先组建BIM小组，配备实施所需的软硬件(Revit,Navoswork，Fuzor，3DMax等)，对建筑、结构、钢结构、节点分专业分别建模，模型细度按照LOD300控制，评审建模质量，模型整合，利用Navoswork工具，进行错漏、碰撞检查，与设计协同问题处理、修改，完善BIM模型，导出节点、预留预埋、施工详图，进行全工况模拟，优化设计、施工方案；

S13：结合钢结构软件、BIM钢结构模型，对钢结构构件的安装、原内部结构拆除过程模拟，细化安装方案，导出安装详图、螺栓拉节点的具体分布，后续现场操作时，安装模拟的过程进行施工作业；

S2：依据BIM模型的模拟，在对应的位置安装钢柱，钢柱的数量以及位置均通过BIM模型的模拟时工程力学分析而得出，同时钢柱从地基竖直向上贯穿整个建筑物；

S3：拆除楼板与墙柱，并在每一楼层安装钢结构框架，将钢结构框架与钢柱以及外维护固定，从顶层向下一层层施工，直至建筑物所有楼层均安装钢结构框架；

S4：在每一楼层的钢结构框架上分别安装压型楼承板，在安装压型楼承板前学检查钢结构与原外结构的拉结情况，强度、数量是否符合要求；

步骤S4具体为：

S41：利用栓钉焊接的方式，将压型钢楼承板固定安装在框架的次梁上，将每一楼层均铺满压型钢楼承板；

S42：水电预埋等工作配合BIM模型、详图同步穿插进行，而BIM模型是依据实际的需要进行设计水电与预埋路线，以满足住户对水电的需求；

S5：在每一楼层的压型楼承板上分别浇筑混凝土构件，混凝土构件包括钢筋架与混凝土层；

步骤S5具体为：

S51：需要首先在压型楼承板上铺设钢筋架，在压型楼承板的每个凹槽部位放置两根主筋，垫好保护层，上部安装单层双向钢筋网，控制间距、排距绑扎牢固，建筑物外墙的砖砌体与后浇楼板拉结处经钻孔、清孔，采用化学植筋与楼板混凝土整体浇筑；

S52：采用地泵浇筑混凝土，采用小功率振捣棒和平板振捣器，整平采用机械与人工结合进行，保证混凝土的和易性，浇筑前要测试塌落度在160mm左右，误差不大于20mm，不得现场加水搅拌，待混凝土凝固之后形成楼板，楼板设计厚度为120mm；

S6：养护混凝土构件，待混凝土浇筑满8小时进行覆膜加油毡毯，洒水保湿养护14天；

S7：按照BIM的设计安装管线，实现建筑物内部通水电。

实施例二

在本实施例中，结合附图和实例，对实施例一中的方法进行更详细的说明：

步骤S2具体为：

S21：人工在避开1倍墙柱的位置挖桩孔，桩孔约1000mm，避免扰动原有的墙柱或基础，在桩孔底部预埋基座，并利用混凝土对桩孔的内部修建护壁，护壁的厚度去120mm，护壁可防止桩孔坍塌；

S22：不同基础之间采用基础梁连接，且基础梁浅于原结构砖基础，采用人工开挖地基梁，整修成型，所以采用人工开挖，修整成型，以免扰动原砖基础，造成原建筑物坍塌；

S23：根据BIM模型图，测定钢柱安装位置，在每一层楼板分别开设与桩孔上下对应的穿洞，适当放宽洞口尺寸，每边150mm，开洞时需搭设临时操作平台，做好安全防护；

S24：规划现场施工平面、吊机行走路线机站位，采用50T吊机双点绑扎试吊，确保施工安全。顺着楼板洞，在人工辅助下放入位置，对好柱脚螺栓，调整柱身位置、垂直度，穿过每一层的穿洞，将钢柱的底部与基座通过螺纹件锁紧固定，钢柱竖向贯穿整个建筑物。

步骤S3具体为：

S31：首先搭设好防护架，用于拆除顶层的楼板与墙柱：搭设好防护架，按照板、梁、墙的顺序进行拆除，利用绳锯配合小功率破拆工具(风镐、电钻等)进行准确、细致破拆，同步洒水控制扬尘，及时清除垃圾；

S32：安装顶层钢结构框架：根据钢结构拆分单元，采用吊机吊装顶层钢结构主梁、次梁，将主梁固定在钢结构柱上，次梁拼接安装在主梁上；

S33：钢结构与外维护拉接：在原建筑物外墙的墙垛、水平圈梁位置钻螺纹孔，用对拉螺栓将原建筑物外墙与钢结构框架横梁的预留孔或预留耳板拉结，螺帽拧紧，拉结原建筑物外墙自上而下加固进行；

S34：将旧建筑物的水平圈梁原拉杆与钢结构框架的柱体焊接，确保新增的钢结构与圈梁可靠连接，而保证旧建筑物外墙与新增钢结构形成整体，焊接需要符合Ⅱ级焊缝的要求；

S35：按照上述施工步骤、顺序，对下层楼层施工，直至将所有楼层安装钢结构框架。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。