砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构及施工方法[发明专利]

2024年7月2日发(作者：定制酒柜效果大图)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号

CN 108222540 A

(43)申请公布日

2018.06.29

(21)申请号 2.4

(22)申请日 2018.03.23

(71)申请人 兰州理工大学

地址 730050 甘肃省兰州市七里河区兰工

坪路287号

(72)发明人 朱彦鹏　栗慧珺　杨校辉　杜晓启　

李庚　刘润洲　

(74)专利代理机构 兰州振华专利代理有限责任

公司 62102

代理人 董斌

(51).

E04G

23/02

(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图12页

(54)发明名称

砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构

及施工方法

(57)摘要

砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构

及施工方法，包括在圈梁3下做临时托换结构，所

述临时托换结构是由脚手架8、工字钢7和200

15080mm钢板5组成；待圈梁3下两端两组临时

托换结构施工完毕则开始拆除两端承重墙2，所

述拆除承重墙应遵循“由两端向中部”的顺序进

行；待圈梁下两端承重墙拆除后开始进行构造柱

4加固，待承重墙2全部拆除后开始加固圈梁3，圈

梁新增受力钢筋11是布置在工字钢7下面；待加

固后梁柱混凝土达到设计强度时进行拆除临时

托换结构，所述拆除临时托换结构只需将工字钢

7长出圈梁3宽部分直接切断。

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权　利　要　求　书

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1.砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构，包括钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土框

架柱，其特征在于，其钢筋混凝土框架梁是由原圈梁（3）、工字钢（7）、钢板（6）、圈梁新增受

力钢筋（11）构成，圈梁新增受力钢筋（11）是在工字钢（7）外的圈梁新增截面（9）内穿过；钢

筋混凝土框架柱是由原构造柱（4）、构造柱新增受力钢筋（12）、U型螺旋杆箍筋（13）和扁钢

（14）构成，构造柱新增受力钢筋（12）是植于构造柱新增截面（10）内并通过U型螺旋杆箍筋

（13）穿过墙体与扁钢（14）相连接固定。

2.根据权利要求1所述的砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构，其特征在于，所述

钢筋混凝土框架梁中钢板（6）是200×150×80mm钢板。

3.根据权利要求1所述的砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构，其特征在于，所述

钢筋混凝土框架梁是将工字钢（7）和钢板（6）浇筑在圈梁新增截面（9）内，浇筑为一体。

4.根据权利要求1所述的砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构，其特征在于，所述

钢筋混凝土框架柱是将梁下方构造柱新增受力钢筋（12）锚固在圈梁新增截面（9）内，将构

造柱新增受力钢筋（12）穿过楼板（15）锚固于楼板（15）上。

5.砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构施工方法，其特征在于，其步骤为：

（1）临时托换结构：所述临时托换结构是由脚手架（8）、工字钢（7）和钢板（6）构成，所述

临时托换结构是在圈梁（3）下方紧贴圈梁位置挖凿洞口（5），洞口（5）尺寸按所需钢板（6）和

工字钢（7）宽高确定，在洞口横向居中放入1m长工字钢（7）和200×150×80mm钢板（6），将钢

板（6）放置于工字钢（7）上面，然后用脚手架（8）从两侧将工字钢（7）顶起支撑圈梁（3）；工字

钢（7）型号是通过公式

公式中，—型钢截面模量；

计算所得；所述临时托换结构每1.5m一组；

—梁最大弯矩设计值；

—截面塑性发展系数，工字钢取1.05；

—钢材抗弯强度设计值；

（2）拆除承重墙：待圈梁（3）下两端两组临时托换结构施工完毕则开始拆除两端承重墙

（2），所述拆除承重墙（2）应遵循由两端向中部的顺序进行，并严格遵守支撑一端圈梁（3）拆

除对应一端墙体的要求，严禁一次性拆除；

（3）加固构造柱及圈梁：待圈梁（3）下两端承重墙（2）拆除后开始进行构造柱（4）加固，

待承重墙（2）全部拆除后开始加固圈梁（3），所述加固构造柱（4）及圈梁（3）是通过新增的圈

梁新增受力钢筋（11）和构造柱新增受力钢筋（12）并外包混凝土来增大圈梁（9）截面和构造

柱新增截面（10），并设置拉结筋（16）、U型螺旋杆箍筋（13）和扁钢（14）来增强新增截面部分

与原构件部分的整体性；加固构造柱（4）及圈梁（3）应同时进行，并连同工字钢（7）浇筑在圈

梁新增面（9）内，浇筑为一体；

（4）拆除临时托换结构：待加固后梁柱混凝土达到设计强度时进行拆除临时托换结构，

所述拆除临时托换结构只需将工字钢（7）长出圈梁（3）宽部分直接切断；

（5）应注意多层砌体结构进行拆除承重墙改在时，应按照由下到上的顺序进行施工，先

进行建筑第一层加固改造施工，第一层施工结束后方可进第二层施工。

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说　明　书

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砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构及施工方法

技术领域

[0001]

本发明涉及建筑工程加固改造技术领域，特别涉及砖混结构改为框架结构的承重

墙改梁结构技术。

背景技术

[0002]

现阶段，我国既有砌体结构建筑物数量巨大，其中属于我国八十年代之前建造的

一些多层砖混结构建筑尚在使用中。但随着时代变迁和使用者的思想更新，八十年代之前

建造的一些多层砖混结构建筑因其使用功能落后已逐渐不能满足现如今我国人民对于建

筑大空间的使用需求。对于这一现状的主要解决方法是对既有砖混结构建筑进行结构改造

和加固使小空间砌体结构建筑变为大空间框架结构建筑来满足当今我国人民的使用需求。

然而在对砌体结构建筑改造中，就如何安全的将砖混结构承重墙改造为框架梁以及改造后

建筑如何加固来满足我国国家建筑抗震要求和人民的使用需求已经成为目前的一个不可

忽视的问题。因此，将砖混结构改为框架的承重墙改梁结构及施工方法对于社会发展尤为

重要。

[0003]

申请号为2.4的中国专利公开了“砌体结构承重墙体开洞加固结构”，

该专利是由砌体结构承重墙体开洞加固结构，包括支撑件、过梁、构造柱和小洞，拟开洞顶

过梁位置间隔开设有多个小洞，小洞内设置有与洞体顶紧的支撑件，小洞之间的墙体浇筑

为过梁，小洞两侧浇筑有构造柱；其加固做法为：在墙体开大洞前先在拟设置过梁位置间隔

开小洞，塞入工字形支撑件顶紧，在将过梁位置其余墙体拆除，浇筑过梁，洞口尺寸较大，应

在洞口两侧增设构造柱，构造柱的施工与过梁同时进行，待过梁及构造柱强度达到100%后，

在拆除拟开洞区域墙体。该专利公开的是砌体结构承重墙体开洞加固结构，而本专利公开

的是卸载与加固同步进行的拆除承重墙的方法。

[0004]

申请号为2.1的中国专利公开了“用于安全拆除承重墙的托换框架”，

该专利是由多个支架及混凝土层组成，支架被包裹在混凝土层内，支架由二块水平矩形钢

板和四块竖直矩形钢板组成；四块竖直矩形钢板分别焊接胡定在二块水平矩形钢板的两

端，平行设置；支架之间通过连接筋连接；上托换夹梁为支架上部的水平矩形钢板及包裹在

其上的混凝土层组成；下托换夹梁为支架下部的水平矩形钢板及包裹其上的混凝土层组

成；托换柱为支架上的四块竖直矩形钢板及包裹在其上的混凝土层组成。

[0005]

申请号为2.7的中国专利公开了“砖混结构中承重墙的托换装置”，该

托换装置包括两个托换梁、连接肩梁及两个支承柱，两个托换梁分别设置于待拆承重墙顶

端的前后两侧，且顶端紧贴上层楼板，连接肩梁位于两个托换梁之间，连接肩梁将两个托换

梁连为一体，两个支承柱位于托换梁两端的下方，且两个支承柱分别与两个侧墙固定连接，

托换梁、连接肩梁与支承柱共同组成内置框架，内置框架与上层楼板、圈梁和侧墙形成一个

整体。

[0006]

上述13项专利的都有着一系列的优点，但是也有着一定的局限性。如第1项专利

~

只适用于砌体结构承重墙开洞改造，而本发明无论是砌体结构承重墙开洞改造还是承重墙

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拆除改造均适用；第2项专利耗费钢材量较大，这样会增加工程的造价，本发明除梁柱新增

受力钢筋和数量极少的工字钢外再无其他使用钢材之处；第3项专利施工较为复杂，托换结

构施工需两个托换梁及连接肩梁，与本发明相比较，本发明托换结构只需布置一根托换梁，

且施工方法也较为简便。

发明内容

[0007]

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种砖混结构改为框架结构的承重

墙改梁结构及施工方法。

[0008]

本发明是砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构及施工方法，其结构包括钢筋

混凝土框架梁、钢筋混凝土框架柱，其钢筋混凝土框架梁是由原圈梁3、工字钢7、钢板6、圈

梁新增受力钢筋11构成，圈梁新增受力钢筋11是在工字钢7外的圈梁新增截面9内穿过；钢

筋混凝土框架柱是由原构造柱4、构造柱新增受力钢筋12、U型螺旋杆箍筋13和扁钢14构成，

构造柱新增受力钢筋12是植于构造柱新增截面10内并通过U型螺旋杆箍筋13穿过墙体与扁

钢14相连接固定。

[0009]

砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构施工方法，其步骤为：

（1）临时托换结构：所述临时托换结构是由脚手架8、工字钢7和钢板6构成，所述临时托

换结构是在圈梁3下方紧贴圈梁位置挖凿洞口5，洞口5尺寸按所需钢板6和工字钢7宽高确

定，在洞口横向居中放入1m长工字钢7和200×150×80mm钢板6，将钢板6放置于工字钢7上

面，然后用脚手架8从两侧将工字钢7顶起支撑圈梁3；工字钢7型号是通过公式

计算所得；所述临时托换结构每1.5m一组；

公式中，—型钢截面模量；

—梁最大弯矩设计值；

—截面塑性发展系数，工字钢取1.05；

—钢材抗弯强度设计值；

（2）拆除承重墙：待圈梁3下两端两组临时托换结构施工完毕则开始拆除两端承重墙2，

所述拆除承重墙2应遵循由两端向中部的顺序进行，并严格遵守支撑一端圈梁3拆除对应一

端墙体的要求，严禁一次性拆除；

（3）加固构造柱及圈梁：待圈梁3下两端承重墙2拆除后开始进行构造柱4加固，待承重

墙2全部拆除后开始加固圈梁3，所述加固构造柱4及圈梁3是通过新增的圈梁新增受力钢筋

11和构造柱新增受力钢筋12并外包混凝土来增大圈梁9截面和构造柱新增截面10，并设置

拉结筋16、U型螺旋杆箍筋13和扁钢14来增强新增截面部分与原构件部分的整体性；加固构

造柱4及圈梁3应同时进行，并连同工字钢7浇筑在圈梁新增面9内，浇筑为一体；

（4）拆除临时托换结构：待加固后梁柱混凝土达到设计强度时进行拆除临时托换结构，

所述拆除临时托换结构只需将工字钢7长出圈梁3宽部分直接切断；

（5）应注意多层砌体结构进行拆除承重墙改在时，应按照由下到上的顺序进行施工，先

进行建筑第一层加固改造施工，第一层施工结束后方可进第二层施工。

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[0010]

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本发明的有益之处为：本发明适用于砖混结构改为框架结构，通过将圈梁加固与

构造柱加固现浇为一体使原砖混结构和钢筋混凝土协同工作，提高砌体结构拆除其承重墙

后的抗震性及安全性。在托换圈梁施工时，将所用工字钢与钢板直接浇筑在圈梁新增面积

内既提高了圈梁的强度也简化了施工步骤。

[0011]

本发明施工简便，经济性强，易于推广，施工人员只需掌控好施工节点即可。同时

本发明亦可用于框架结构建筑加固改造工程，具有广阔的应用前景。

附图说明

[0012]

图1为砌体结构建筑一层平面布置图，图2为砌体结构建筑一层A-A剖面图，图3为

砌体结构建筑一层B-B剖面图，图4为临时托换结构示意图，图5为临时托换结构侧视图，图6

为构造柱加固剖面图，图7为构造柱加固1-1剖面图，图8为构造柱加固2-2剖面图，图9为圈

梁加固剖面图，图10为改造完成后梁柱示意图，图11为改造完成后梁柱剖面图，图12为改造

完成后底层砖混结构变为局部框架结构示意图。其中，1、二层承重墙，2、一层承重墙，3、圈

梁，4、构造柱，5、洞口，6、钢板，7、工字钢，8、脚手架，9、圈梁新增截面，10、构造柱新增截面，

11、圈梁新增受力钢筋，12、构造柱新增受力钢筋，13、U型螺旋杆箍筋，14、扁钢，15、楼板，

16、拉结筋，17、外墙，18、穿筋。

具体实施方式

[0013]

如图1图12所示，本发明是砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构及施工方

~

法，其结构包括钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土框架柱，其钢筋混凝土框架梁是由原圈梁3、

工字钢7、钢板6、圈梁新增受力钢筋11构成，圈梁新增受力钢筋11是在工字钢7外的圈梁新

增截面9内穿过；钢筋混凝土框架柱是由原构造柱4、构造柱新增受力钢筋12、U型螺旋杆箍

筋13和扁钢14构成，构造柱新增受力钢筋12是植于构造柱新增截面10内并通过U型螺旋杆

箍筋13穿过墙体与扁钢14相连接固定。

[0014]

如图11所示，所述钢筋混凝土框架梁中钢板6是200×150×80mm钢板。

[0015]

如图11所示，所述钢筋混凝土框架梁是将工字钢7和钢板6浇筑在圈梁新增截面9

内，浇筑为一体。

[0016]

如图6所示，所述钢筋混凝土框架柱是将梁下方构造柱新增受力钢筋12锚固在圈

梁新增截面9内，将构造柱新增受力钢筋12穿过楼板15锚固于楼板15上。

[0017]

如图1图12所示，砖混结构改为框架结构的承重墙改梁结构施工方法，其步骤为：

~

（1）临时托换结构：所述临时托换结构是由脚手架8、工字钢7和钢板6构成，所述临时托

换结构是在圈梁3下方紧贴圈梁位置挖凿洞口5，洞口5尺寸按所需钢板6和工字钢7宽高确

定，在洞口横向居中放入1m长工字钢7和200×150×80mm钢板6，将钢板6放置于工字钢7上

面，然后用脚手架8从两侧将工字钢7顶起支撑圈梁3；工字钢7型号是通过公式

计算所得；所述临时托换结构每1.5m一组；

公式中，—型钢截面模量；

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—梁最大弯矩设计值；

—截面塑性发展系数，工字钢取1.05；

—钢材抗弯强度设计值；

（2）拆除承重墙：待圈梁3下两端两组临时托换结构施工完毕则开始拆除两端承重墙2，

所述拆除承重墙2应遵循由两端向中部的顺序进行，并严格遵守支撑一端圈梁3拆除对应一

端墙体的要求，严禁一次性拆除；

（3）加固构造柱及圈梁：待圈梁3下两端承重墙2拆除后开始进行构造柱4加固，待承重

墙2全部拆除后开始加固圈梁3，所述加固构造柱4及圈梁3是通过新增的圈梁新增受力钢筋

11和构造柱新增受力钢筋12并外包混凝土来增大圈梁9截面和构造柱新增截面10，并设置

拉结筋16、U型螺旋杆箍筋13和扁钢14来增强新增截面部分与原构件部分的整体性；加固构

造柱4及圈梁3应同时进行，并连同工字钢7浇筑在圈梁新增面9内，浇筑为一体；

（4）拆除临时托换结构：待加固后梁柱混凝土达到设计强度时进行拆除临时托换结构，

所述拆除临时托换结构只需将工字钢7长出圈梁3宽部分直接切断；

（5）应注意多层砌体结构进行拆除承重墙改在时，应按照由下到上的顺序进行施工，先

进行建筑第一层加固改造施工，第一层施工结束后方可进第二层施工。

[0018]

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的实施和保护不限

于此。

[0019]

如图13所示，兰州市某加油站营业楼为二层砖混结构，现为了使一层营业厅扩大

~

使用空间将对原营业厅与相邻办公室之间的承重墙拆除。建筑长为25.2m，宽为5.1m，一层

层高为3.5m，每跨3.6m，待拆承重墙宽为240mm，待加固圈梁尺寸为250×250mm，待加固构造

柱尺寸为240×240mm，抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度0.15g，设计地震分组为第

三组，建筑场地类别为Ⅱ类。

[0020]

如图45所示，临时托换结构：所述临时托换结构是由脚手架8、工字钢7和钢板6构

~

成，所述临时托换结构是在圈梁3下方紧贴圈梁位置挖凿洞口5，洞口5尺寸按所需钢板6和

工字钢7宽高确定，在洞口横向居中放入1m长工字钢7和200×150×80mm钢板6，将钢板6放

置于工字钢7上面，然后用脚手架8从两侧将工字钢7顶起支撑圈梁3；工字钢7型号是通过公

式

公式中，

计算所得；所述临时托换结构每1.5m一组；

—型钢截面模量；

—梁最大弯矩设计值；

—截面塑性发展系数，工字钢取1.05；

—钢材抗弯强度设计值。

[0021]

拆除承重墙：待圈梁3下两端两组临时托换结构施工完毕则开始拆除两端承重墙

2，所述拆除承重墙2应遵循“由两端向中部”的顺序进行，并严格遵守支撑一端圈梁3拆除对

应一端墙体的要求，严禁一次性拆除。

[0022]

如图69所示，加固构造柱及圈梁：待圈梁3下两端承重墙2拆除后开始进行构造柱

~

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4加固，待承重墙2全部拆除后开始加固圈梁3，所述加固构造柱4及圈梁3是通过新增圈梁新

增受力钢筋11和构造柱新增受力钢筋12并外包混凝土来增大圈梁9截面和构造柱10截面，

并设置拉结筋16、U型螺旋杆箍筋13和扁钢14来增强新增截面部分与原构件部分的整体性；

加固构造柱4及圈梁3应同时进行，并连同工字钢7浇筑在圈梁新增面9内，浇筑为一体。

[0023]

如图1011所示，拆除临时托换结构：待加固后梁柱混凝土达到设计强度时进行拆

~

除临时托换结构，所述拆除临时托换结构只需将工字钢7长出圈梁3宽部分直接切断。

[0024]

如图12所示，至此，工程整体施工完毕，砖混结构建筑变为底层局部框架结构建

筑。原承重墙被拆除，圈梁3被换成350 ×500mm的钢筋混凝土框架梁，构造柱4换成550×

650mm的钢筋混凝土框架柱。

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