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摘要：随着我国城市化的不断发展，建筑结构的加固和改造的进程也在不断的开展，人们对建筑结构的加固和改造技术进行不断的研究和完善，托换技术在建筑加固改造技术有着一定程度的应用，本文通过对国内外托换技术的研究现状进行分析，对托换技术的分类、技术要点和应用范围以及施工中的关键技术来进行综合的阐述。
关键词：建筑结构；托换技术；加固改造
引言
我国不少的建筑在结构等方面不能适应当今城市的发展，需要对其中的内墙进行必要的拆除，保证现有城市对建筑的要求。利用托换技术能够对不少的建筑进行结构的加固和改造，在我国建筑结构改造的过程中有着很大的应用。在进行建筑结构托换技术施工的过程中，建筑改造的难度会因为建筑结构的复杂而增加。为了保证托换技术更好的应用，需要对托换技术在应用过程中对各方面产生的影响因素进行考虑，并对关键的施工环节进行掌控。
一、国内外托换技术研究现状
（一）托梁换柱的研究现状
我国的一些学者从1950年左右开始就开始对托梁换柱结构进行了相关研究，从车间的实践，到用托梁换柱的方法来拔除柱子来对车间空间进行扩展，再到单层双跨精整厂房的托梁换柱的改造，一直到现在的托梁换柱技术在建筑改造加固中的应用，我国的学者对托梁换柱在设计和施工中的相关技术问题进行了长时间的分析，通过不断的研究和应用，不断的对托换技术的工艺流程进行分析，能够对机械厂房、混凝土结构、钢结构等多种建筑结构形式的加固改造。
在国外，建筑的结构与加固技术的研究和起步相对来说较早，并且具有一定的成功经验，欧美的一些国家在二战之后，开始加强对工业结构进行调整。在这样的新形式下，就需要加强工业建筑的改造工作，这使得建筑物的加固与改造技术得到快速发展。根据研究，苏联在第七个五年计划的时候就确定了对国家的建设投资产业结构进行变革，转变为既有建筑的技术革新和产业结构的变革，相应的产业机构和技术革新规范标准在1988年推出。欧美等发达国家也对建筑结构加固非常重视，在建筑结构的加固和改造上也有着很大比重投资，美国劳工部在21世纪初进行报告的时候就指出，21世纪世界最受欢迎的行业中，既有建筑的加固和改造将会有一席之地，并且发展趋势良好。
（二）宽柱双梁体系的研究现状
采用钢筋混凝土宽柱双梁结构体系可将砌体结构改造成大空间，与其他方案相比具有一定的优越性。该结构体系在现有的建筑物改造技术中还是一个新型的改造理念，在砌体结构和混凝土结构的建筑结构的改造中有着很好的应用，能够将小空间改造成大空间，利用托换结构不但能够不改变建筑自身的力学性能，还能在进行托换之后不对未置换构件的受力特征发生改变。该方案既能保证受理的合理性，也能够在对结构体系进行转换时自然流畅。
从相关的研究中可以了解到，宽柱双梁框架结构体系和单柱节点在节点性能等方面存在显著地差异。1960年以来，美国、日本等国家对框架结构梁柱的节点开展了大量的试验和研究，发现框架连珠的节点位置往往是比较容易出现剪切破坏的地方，而箍筋的配筋率对框架主节点的抗震性能有着很大的影响，国外的一些学者对节点区的合理配箍区间、节点箍筋的连接和锚固与框架柱轴向力的相互关系、正交梁板结构及箍筋对节点混凝土的约束性能的托换方式等等进行了研究。
随着唐山大地震的发生，国家的学者对建筑结构抗震性能进行了一定程度的研究，对节点核心区的抗剪强度公式和改善节点抗震性能的途径、框架节点抗震的鉴定方法和加固措施以及剪压比、轴压比等对节点抗震性能的影响规律等方面进行了充分的研究，但是在双梁直交节点的抗震性能的研究较少。
在对带缺角的混凝土板的研究过程中，能够对楼面板的承载能力进行合理的评估，并且在施工的过程中较为方便。但是带缺角板在合力作用下的塑性铰线的位置及形成等方面以及承载力的计算上的研究较少。目前我国的托换技术发展已经较为完善，虽然这种结构体系有着一定程度的应用，但是没有相应的、系统的理论研究，而面对着我国国内经济的不断发展，会有越来越多的建筑需要进行托换技术的改造和加固，对此需要专家和学者的大力研究。
二、建筑结构托换方法分析
（一）双梁托换
双梁托换的施工方法，首先应该是在待拆除墙体的顶部两侧或者内部设置两根对称的梁，然后对新增的梁设置拉结筋，使其与原先的墙体形成一个整体，形成格构式梁，然后利用新形成的格构式梁来承担载荷，这样才能保证载后续原有承重墙的拆除工作，能够对建筑结构内部空间结构进行拓展，还能进行加固改造，从而达到功能改造的目的。在改造的过程中应该尽量的防止非对称结构的出现，对此可以采用双侧对称托换的形式来进行施工。有时业主会对改造的外观有要求，这就增加了托换技术的复杂程度，而进行托换技术施工时，为了保证不对原有屋顶结构美观度造成破坏，主要要结合墙厚和跨度等，在墙体内部增设托换梁，在浇筑托换梁的过程中，要保证承重墙体系不被破坏，浇筑完成后形成的新承重体系的托换梁必须在达到一定的强度之后，原先的承重墙才可以进行拆除。采用这样的施工方法，能够减少对美观度的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是这种方法在施工的难度上较大，需要较高的施工技术，浇筑混凝土的洞口主要设置在楼面板和屋面板上，因此施工的空间存在一定的限制，所以混凝土在振捣等操作上很难进行，不能对混凝土的施工质量进行保证，同时，在浇筑过程中需要对墙体的下沉进行有效的控制，如果控制不当，会造成原有结构和新增梁整体工作上的不协调，必须采取一定的措施来避免这种情况的出现。
（二）单梁托换
单梁托换的施工方法主要是在需要拆除的墙体顶部设置一根托换梁，新增的托换梁两端需要同时进行钢筋混凝土柱的设置，并与墙体形成新的组合柱。这种方法需要将梁的宽度设置的比墙体稍宽，或者与下部墙体等宽。采用这样的设置能够满足工程在改造过程中对美观性的要求。采用单梁托换，不但施工操作简单、工程量上，而且在外观、传力体系等方面也非常的合理。但是这种施工方式需要先对墙体进行拆除，然后在进行托换梁的浇筑并进行钢筋混凝土的施工。这样就会对原墙体产生一定程度上的破坏，并且在施工的过程中，需要对墙体和托换梁的变形情况进行观测分析，在新旧结构的强度、刚度和稳定性等方面进行保证。
（三）铁马凳支顶托换
铁马凳支顶托换施工方法的核心是铁马的受力。在进行托换前，预先设置好铁马凳，然后将上部墙体和楼面的荷载传递到预先设置好的铁马凳上，完成荷载传递后，进行纵向钢筋和箍筋的施工操作，最后进行支模和混凝土浇筑振捣。预先设置的铁马凳会留在托换梁中，通过铁马凳和托换梁来对上部墙体和楼面的载荷进行承担，根据不同的墙体厚度和上部的载荷，可以选择不同的钢材型号。在这种形式的加固改造过程中，需要根据墙体的厚度以及上层的载荷合理的计算铁马凳的数量和设置位置，并在施工组织设计中对纵向钢筋和横向箍筋进行考虑，确保纵向钢筋和横向箍筋的合理性。
（四）型钢式托换技术
型钢式托换技术的施工方法主要是用托换框架取代拟拆除的墙体承受上部荷载。托换框架主要是由型钢梁柱或者型钢柱组成。在传统的托换技术中，墙体如果不拆除的话就不能继续进行托梁的安装，所以需要边拆墙边进行支撑施工，这个过程较为复杂，耗时较长。
二、托换技术实施过程中的关键技术
托换技术能够加固和改造房屋结构，这种技术施工的成功条件之一就是原有的梁板结构和新设置的框架梁柱体系能够协同工作。换托技术在施工过程中会有各种异常情况和施工风险出现，需要有较高的执业素质对出现的异常情况进行处理，对施工风险进行预防。对此需要严格的按照国家的规范和标注来进行施工，对施工流程进行严格的控制，加强施工现场的管理。
（一）施工流程
托换技术在施工之前需要对建筑的建设资料进行仔细的了解，加上现场的勘察来对建筑结构进行充分的把握，根据结构鉴定的意见来对加固方案进行设计，然后严格的对加固改造工程的施工顺序进行控制。在施工顺序上，托换技术一般先进行开挖基础和基础加固，然后对墙上和门窗洞口进行砌实，情况需要的话要进行墙体的加固，尽量减少因为受到剪力的影响而导致洞角和墙体的开裂，随后进行支撑体系和模板的布设、钢筋骨架的施工和混凝土的浇筑与振捣，最后进行拆模和养护以及对托换梁下部墙体的拆除。
（二）墙体拆除
对承重墙进行拆除之前，一定要保证新形成的梁柱结构体系的混凝土结构体系达到设计的强度，确保其能够对原先承重墙的作用进行代替。在承重墙进行拆除的时候，首先应该在拆除之前在待拆除墙体上每隔一米左右的长度来布设一道槽，这样的设置能够减少在拆除的过程中对原有建筑震动的影响较小；拆墙的方式一般是采用从中间向两端拆；需要对拆墙的速度进行控制，这样能够防止出现托换梁的瞬间受力，所以需要分批进行承重墙的拆除工作。
（三）支撑布设与混凝土浇筑振捣
在对基础和柱子进行施工时，需要将部分墙体进行拆除。因此需要对剩余墙体的承重能力进行验算，确保其自身的稳定性，同时还要建立有效的支撑体系，将上部载荷分散传递，尤其是对于洞口较大的情况更应该加强支撑，保证结构稳定性。
施工托换梁、柱的时候，首先需要在原砌体墙和楼板上进行钻孔和凿洞的施工，但是在施工过程中应该减少对原有结构造成的影响，防止产生安全问题不良影响的产生。
由于在梁、柱浇筑之前需要进行凿洞浇筑，因此在加固改造工程中，混凝土的和易性必须要好，这样能够方便浇筑，防止因为种种原因造成的托换梁结构表面的凹凸不平。对于灌浆料需要保证自身自流性较好，能够快速的硬化，在强度上能够快速达到标准值，并且标注值强度也较高，不会产生收缩，在膨胀方面影响不大，无毒害，所以不会对水质和周围的环境产生污染，不容易发生老化，并且在自密性和防锈等方面也很好。在施工的过程中，不但能够保证施工的质量，还能降低施工成本。因为施工操作较为简单，所以施工工期也较为短。能够从根本上对设备底座的受力情况进行改变，能够利用多个承重设备均匀的对载荷进行承担。
（四）施工准备级过程监控
在施工准备阶段中，在现有房屋的基础上对建筑物进行加固和改造，需要在进行托换技术施工方案设计和工程实施之前对原有建筑的结构设计和使用情况等方面的资料信息进行了解，加上充分的现场勘查，如果有必要，则可以利用专业的检测机构对建筑物的具体情况进行检测，确保鉴定报告的有效性。
在建筑结构托换技术施工的过程中，进行施工过程的监控是必要的，通过施工过程的监控能够有效的对施工过程中墙体沉降、倾斜和裂缝等进行预防，减少不确定性因素对施工质量的影响。在各项监控中，应该着重加强对承重墙拆除过程中的监控。如果发现施工过程中出现异常的情况，应该及时的将检测数据反馈，并采取相应的措施来进行处理。
三、结语
综上所述，我国的托换技术正在不断的完善，相应的应用也越来越多，但是没有与之相适应的结构体系理论的支持。在进行建筑结构托换技术的施工过程中，首先应该保证施工之后能够具有原先的结构性能，需要按照现有的国家的相关的规范规章来进行设计和施工，保证我国建筑改造工作的质量。
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论文作者:陈宏伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/2
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