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摘要：随着我国经济的飞速发展，建筑行业也取得了较大的发展进步，建筑施工技术在此背景下获得较快发展。柱局部置换工程在实际建筑工程施工中具有非常重要的作用，是指在保持原有工程框架的基础上通过局部分期的置换施工，对整个工程进行加固，不仅提高工程的质量和安全性，还节约了成本具有较高的经济和社会效益。柱局部置换技术在实际生活中具有广泛的应用，可以不改变原始的截面对局部进行置换加固施工，施工前必须要做好设计计算工作，推导出符合实际情况的计算公式，确定好加固方案，还要做好后期的验算检验工作。
关键词：柱局部置换技术；施工方案；设计计算；加固工程
对柱的加固目前主要有预应力加固法、外包钢加固法、加大截面法、粘钢加 固法和改变结构传力加固法等，然而在实际施工中通常不允许改变柱子的截面，有时候上述加固法也不能使用，这时就需要采用柱局部置换施工。本文就介绍了该技术在不改变柱子截面的前提下，实现对柱的加固。文章结合某一工程的实际案例，介绍了柱局部置换技术及其设计计算。
一、柱局部置换方案
某高层建筑在施工时，发现底层柱的混凝土的颜色发黄，检测发现其强度远远小于设计时的标准，通过调查分析，发现了混凝土质量变差的原因。混凝土质量变差必须要及时更换，因此在这种情况下需要对柱进行加固施工。但由于该建筑的结构事先规定过不能随意改动，因此不能改变柱的截面。这时就需要进行柱的局部置换施工，也就是首先凿去一定厚度的混凝土，保留柱内钢筋和部分柱芯不变，保证钢筋不变形、不被破坏前提下，用高强度的钢筋来还原柱的截面。具体的置换方案为：
1.首先在底层柱凿除掉一定厚度的混凝土，厚度通常为12-15厘米；
2.保持柱的主筋不变，用高强度混凝土浇灌凿除的部位，直到填补好凿除的空缺；
3.清理原来构件的缺陷，把构件表面凿毛，磨掉混凝土的棱角，除去表面的尘土和浮渣；
4.冲洗干净原混凝土的表面，浇筑前对表面进行处理，可以使用水泥浆等各种界面剂，处理干净清洁后才可进行浇筑工作；
5.加固前要对建筑物下面几层的梁板进行支撑，做好支撑工作，才能保证结构的安全，从而才能保证置换加固工程的顺利进行；
6.为了保证结构的整体性和安全性，禁止同时对相邻的框架柱进行施工，施工的柱要在安装支撑后才可进行；
7.搭设模板、安置钢筋、浇筑新混凝土、搭接锚固钢筋和养护等工作都要符合国家的相关标准和规范要求；
8.做好沉降观测工作，一旦发现有异常情况要立即采取措施进行补救。
二、柱局部置换的设计计算
跟原来的构件相比，柱局部置换加固使用的新钢筋和新混凝土都有应力滞后的问题，滞后的程度和加固施工的原构件负荷水平相联系。在计算加固构件的承载力时，要根据具体的情况拆减钢筋和混凝土的强度。在加固施工时，原来构件负荷越大，在置换部位就要拆减越多的强度，也就是强度的利用率会越低。柱局部置换的设计计算方法可以采用下面的计算方法。
1.关于轴心受压柱的计算
3.关于受弯构件的设计计算
在设计计算受弯构件钢筋混凝土正截面的承载力时，也根据具体情况分为两种情况：当受压区的混凝土满足置换深度高于加固后的深度时，要根据新混凝土的强度来计算正截面的承载力；当受压区内的混凝土置换深度低于加固后的高度时，则要按照上面偏心受压构件的计算公式来进行设计计算。
在对柱局部置换加固计算时，除了对各种承载力计算外，还要对做好对周围梁的验算和施工后的验算工作。下面就简要介绍一下对两者的验算工作：
1.对周围梁柱的验算
柱子在进行加固后，截面尺寸虽然没变化，但是刚度增加了，以该柱作为支座的周围梁的嵌固作用也会增强，梁所承受的负弯矩会增大，因此必须要确保梁的支座能够满足对承载力的要求。
2.施工后的验算
在施工时，要随时做好各阶段的计算验算工作，要及时发现现场梁是否有明显的受压承载能力不足、发生下沉等问题，还要观察周围梁是否发生下沉和开裂的问题。在柱局部置换过程中，还可以利用结构空间作用这个有利条件。
在置换加固施工中，可以设置关于沉降变形的监测点，通过精密的水准仪器对其进行监测观察。监测点最好设置在第二层，放置水准仪时，要选择置换施工影响不到的与柱较远的远侧柱之间。要对各个时期的凿除和灌注、临时支撑的拆除做好监测，及时记录各种沉降变化。还要对柱周围梁是否开裂以及开裂状况进行监测。
结语：
在建筑施工过程中，经常会发生由于混凝土的强度不符合设计施工要求，导致柱的承载能力下降等问题，这些问题造成了安全隐患，必须要进行加固处理。通常的加固处理方法就是柱局部置换加固方法，该方法可以满足柱截面积不允许变动情况下的施工，局部的分期置换可以降低支设临时支撑的难度，还可以减少施工的费用。施工前，要做好对各项数值的设计计算工作。在柱局部置换施工时，要充分考虑柱的内力和周围梁的内力改变情况，做好复核验算工作。施工的同时要对柱和梁的变形、裂纹问题进行实时监测，保证工程顺利安全的进行。
参考文献：
[1]施刚，林错错，王元清，石永久.高强度钢材工字形截面轴心受压短柱局部稳定试验研究[J].建筑结构学报，2012（12）
[2]蒋丽忠，周旺保，刘阳.轴心受压钢管混凝土柱局部屈曲理论分析[J].建筑结构学报，2011（4）
[3]龙跃凌，金雪峰.方形钢管混凝土轴压柱局部屈曲的有限元分析[J].铁道建筑，2010（7）
[4]成家园.钢管混凝土柱局部承载力分析[J].山西建筑，2010（8）
[5]曹远军，黄明奎，庄家智，羊金花.矩形钢管混凝土柱局部屈曲分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011（1）
关键词：柱局部置换技术；施工方案；设计计算；加固工程
对柱的加固目前主要有预应力加固法、外包钢加固法、加大截面法、粘钢加 固法和改变结构传力加固法等，然而在实际施工中通常不允许改变柱子的截面，有时候上述加固法也不能使用，这时就需要采用柱局部置换施工。本文就介绍了该技术在不改变柱子截面的前提下，实现对柱的加固。文章结合某一工程的实际案例，介绍了柱局部置换技术及其设计计算。
一、柱局部置换方案
某高层建筑在施工时，发现底层柱的混凝土的颜色发黄，检测发现其强度远远小于设计时的标准，通过调查分析，发现了混凝土质量变差的原因。混凝土质量变差必须要及时更换，因此在这种情况下需要对柱进行加固施工。但由于该建筑的结构事先规定过不能随意改动，因此不能改变柱的截面。这时就需要进行柱的局部置换施工，也就是首先凿去一定厚度的混凝土，保留柱内钢筋和部分柱芯不变，保证钢筋不变形、不被破坏前提下，用高强度的钢筋来还原柱的截面。具体的置换方案为：
1.首先在底层柱凿除掉一定厚度的混凝土，厚度通常为12-15厘米；
2.保持柱的主筋不变，用高强度混凝土浇灌凿除的部位，直到填补好凿除的空缺；
3.清理原来构件的缺陷，把构件表面凿毛，磨掉混凝土的棱角，除去表面的尘土和浮渣；
4.冲洗干净原混凝土的表面，浇筑前对表面进行处理，可以使用水泥浆等各种界面剂，处理干净清洁后才可进行浇筑工作；
5.加固前要对建筑物下面几层的梁板进行支撑，做好支撑工作，才能保证结构的安全，从而才能保证置换加固工程的顺利进行；
6.为了保证结构的整体性和安全性，禁止同时对相邻的框架柱进行施工，施工的柱要在安装支撑后才可进行；
7.搭设模板、安置钢筋、浇筑新混凝土、搭接锚固钢筋和养护等工作都要符合国家的相关标准和规范要求；
8.做好沉降观测工作，一旦发现有异常情况要立即采取措施进行补救。
二、柱局部置换的设计计算
跟原来的构件相比，柱局部置换加固使用的新钢筋和新混凝土都有应力滞后的问题，滞后的程度和加固施工的原构件负荷水平相联系。在计算加固构件的承载力时，要根据具体的情况拆减钢筋和混凝土的强度。在加固施工时，原来构件负荷越大，在置换部位就要拆减越多的强度，也就是强度的利用率会越低。柱局部置换的设计计算方法可以采用下面的计算方法。
1.关于轴心受压柱的计算
3.关于受弯构件的设计计算
在设计计算受弯构件钢筋混凝土正截面的承载力时，也根据具体情况分为两种情况：当受压区的混凝土满足置换深度高于加固后的深度时，要根据新混凝土的强度来计算正截面的承载力；当受压区内的混凝土置换深度低于加固后的高度时，则要按照上面偏心受压构件的计算公式来进行设计计算。
在对柱局部置换加固计算时，除了对各种承载力计算外，还要对做好对周围梁的验算和施工后的验算工作。下面就简要介绍一下对两者的验算工作：
1.对周围梁柱的验算
柱子在进行加固后，截面尺寸虽然没变化，但是刚度增加了，以该柱作为支座的周围梁的嵌固作用也会增强，梁所承受的负弯矩会增大，因此必须要确保梁的支座能够满足对承载力的要求。
2.施工后的验算
在施工时，要随时做好各阶段的计算验算工作，要及时发现现场梁是否有明显的受压承载能力不足、发生下沉等问题，还要观察周围梁是否发生下沉和开裂的问题。在柱局部置换过程中，还可以利用结构空间作用这个有利条件。
在置换加固施工中，可以设置关于沉降变形的监测点，通过精密的水准仪器对其进行监测观察。监测点最好设置在第二层，放置水准仪时，要选择置换施工影响不到的与柱较远的远侧柱之间。要对各个时期的凿除和灌注、临时支撑的拆除做好监测，及时记录各种沉降变化。还要对柱周围梁是否开裂以及开裂状况进行监测。
结语：
在建筑施工过程中，经常会发生由于混凝土的强度不符合设计施工要求，导致柱的承载能力下降等问题，这些问题造成了安全隐患，必须要进行加固处理。通常的加固处理方法就是柱局部置换加固方法，该方法可以满足柱截面积不允许变动情况下的施工，局部的分期置换可以降低支设临时支撑的难度，还可以减少施工的费用。施工前，要做好对各项数值的设计计算工作。在柱局部置换施工时，要充分考虑柱的内力和周围梁的内力改变情况，做好复核验算工作。施工的同时要对柱和梁的变形、裂纹问题进行实时监测，保证工程顺利安全的进行。
参考文献：
[1]施刚，林错错，王元清，石永久.高强度钢材工字形截面轴心受压短柱局部稳定试验研究[J].建筑结构学报，2012（12）
[2]蒋丽忠，周旺保，刘阳.轴心受压钢管混凝土柱局部屈曲理论分析[J].建筑结构学报，2011（4）
[3]龙跃凌，金雪峰.方形钢管混凝土轴压柱局部屈曲的有限元分析[J].铁道建筑，2010（7）
[4]成家园.钢管混凝土柱局部承载力分析[J].山西建筑，2010（8）
[5]曹远军，黄明奎，庄家智，羊金花.矩形钢管混凝土柱局部屈曲分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011（1）