專利名稱：一種既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法及加固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法及加固結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，既有建筑結(jié)構(gòu)改造熱潮方興未艾。對于既有建筑，經(jīng)常需要改變樓面的使用功能，而既有結(jié)構(gòu)的承載力往往不能滿足功能改變后的需求，此時就必須采取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)加固改造措施。例如，當(dāng)需要在高層建筑中增設(shè)洗浴中心時，由于通常洗浴池中心浴池底板所承受的豎向荷載設(shè)計取值是正常公共建筑樓層的2 3倍，必須采取適當(dāng)?shù)募庸萄a強措施方可滿足。然而功能變更區(qū)域通常位于既有建筑的二層以上樓面，采用常規(guī)的梁、板底部加固方法的施工勢必會影響建筑的正常使用，尤其是變更區(qū)域以下樓層的原有的裝飾裝修、平面布置等不可避免地受到破壞，故不宜采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有常規(guī)加固方法的施工會影響建筑的正常使用的缺陷，提供一種既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，適用于既有建筑樓層變更為浴池、資料室等荷載增加較大的功能改變，在滿足功能改造要求的同時又不影響既有建筑各樓層的正常使用。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
本發(fā)明既有建筑樓面的加固方法為:在既有建筑的原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)間增設(shè)反臂梁，反臂梁與既有建筑樓面間設(shè)有架空層，反臂梁與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)植筋連接，然后在反臂梁上進(jìn)行無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力底板施工。 上述方法中所述架空層的高度為25 45mm，該高度優(yōu)選為30 40mm。優(yōu)選的，前述加固方法中所設(shè)置的架空層采用砂漿填充，采用砂漿填充架空層具有如下優(yōu)點:(I)作永久性底模使用:由于架空層空間較小，底板混凝土澆注時模板無法鋪設(shè)和拆除，必須采用具有耐腐蝕、不影響上部結(jié)構(gòu)變形的材料作為可長期留置在結(jié)構(gòu)中的永久性模板。鋼材、木材等傳統(tǒng)模板材料因易腐蝕耐久性差、剛度大等特點不易長期留置在結(jié)構(gòu)中，而低標(biāo)號砂漿與混凝土同為無機材料，耐久性好、強度不高、變形能力強，其性能恰好可滿足上述要求，均勻鋪設(shè)可作永久性底模使用；(2)作架空隔離層使用:在正常使用狀態(tài)下，當(dāng)?shù)装逶谏喜亢奢d作用下產(chǎn)生撓度時，砂漿填充層受力后通過自身變形迅速吸收其變形能并將其向周邊發(fā)散，以阻隔上部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力向原有結(jié)構(gòu)的樓面的傳遞，其作用效應(yīng)類似于“海綿效應(yīng)”。進(jìn)一步的，由于樓層荷載的增加，改變了原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，導(dǎo)致柱端彎距增大，故對所述既有建筑的原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的框架柱節(jié)點進(jìn)行加固處理，加固方法可以采用混凝土增大斷面法、外包鋼法、體外預(yù)應(yīng)力法等。
優(yōu)選的，前述既有建筑樓面的加固方法，為了進(jìn)一步增加底板的承載了，所述底板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種基于前述方法的既有建筑樓面的加固結(jié)構(gòu)，包括原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I和既有建筑樓面2，在原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I間設(shè)有反臂梁3，反臂梁3與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I間通過植筋4連接，在反臂梁3下部施工有底板5，反臂梁3和底板5與既有建筑樓面2間設(shè)有架空層6。進(jìn)一步的，上述加固結(jié)構(gòu)中，所述架空層6的高度為25 45mm，此高度優(yōu)選為30 40mm。優(yōu)選的，在前述加固結(jié)構(gòu)中，所述架空層6采用砂漿填充。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在既有建筑的樓面上架設(shè)底板并設(shè)有架空層，原有樓面不承載載荷，底板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，具有如下優(yōu)點:
(O由于是在功能改變的樓層進(jìn)行加固施工，不影響既有建筑的正常使用，較好解決了原結(jié)構(gòu)配筋弱，梁板底部因條件限制無法開展施工的加固難題；
(2)將原結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的荷載轉(zhuǎn)移到新增結(jié)構(gòu)上以降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，可減少原結(jié)構(gòu)的變形，裂縫寬度變小甚至完全閉合；
(3)利用增設(shè)梁板構(gòu)成一個完整的荷載承載結(jié)構(gòu)體系，有效變更建筑物的使用功能，具有整體性能好、防裂抗?jié)B等特點，尤其對局部改造荷載增幅較大之狀況十分有利；
(4)適于大跨度大空間結(jié)構(gòu)的改造，架空層可方便管線鋪設(shè)，可增加有效使用空間；
(5)與傳統(tǒng)的原結(jié)構(gòu)梁板加固后再在其上砌筑混凝土浴池結(jié)構(gòu)方案相比，造價節(jié)省約20%左右。


圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實施例方式以某商廈設(shè)置洗浴中心為例:某商廈為28層框架結(jié)構(gòu)，四層樓面因功能變更需在10 13軸跨間設(shè)置浴池，需將局部樓面荷載由原來的3.5KN/m2增加到9.0KN/m2。因增加荷載較大，原樓面設(shè)計的梁板截面根本無法滿足改造后的承載力要求，故需要采取梁板加固等相應(yīng)措施。另外由于四層以下為裝修完畢的正常營業(yè)中的商場，故無法實現(xiàn)由梁板底部實施加固，采用本發(fā)明技術(shù)方案在浴池區(qū)域樓面增設(shè)梁板并對板施加預(yù)應(yīng)力，取得良好效果。該項目加固改造后已正常使用4年，用戶反映良好。具體加固方法如下；
1、檢測階段
對擬改造區(qū)域構(gòu)件(主要為豎向構(gòu)件)進(jìn)行截面尺寸、配筋布置、混凝土強度進(jìn)行檢測，為設(shè)計提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)指標(biāo)。改造區(qū)域原柱網(wǎng)尺寸7800*12000mm，主梁截面尺寸300*7000mm，板厚120mm，混凝土強度等級C40。2、設(shè)計階段
依據(jù)浴池結(jié)構(gòu)布置和新增荷載值按連接構(gòu)件的實測技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行框架柱的軸壓比驗算、增設(shè)梁的內(nèi)力及撓度計算、大板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力計算分析、連接構(gòu)件的加固設(shè)計及節(jié)點檢驗算。如圖1和圖2所示，加固結(jié)構(gòu)包括原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I和既有建筑樓面2，在原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I間設(shè)有反臂梁3，反臂梁3與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)I間通過鋼筋4連接，在反臂梁3下部施工有底板5，反臂梁3和底板5整體一次性澆筑，反臂梁3和底板5與既有建筑樓面2間設(shè)有架空層6。架空層6的高度為35mm，采用水泥砂漿填充，在底板5中設(shè)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線7。反臂梁3的截面尺寸300*750mm。底板5即為浴池底板，尺寸為6500*7800mm，厚180mm。反臂梁3和底板5的混凝土強度等級為C45，采用整體一次性澆筑。反臂梁3頂部設(shè)計為350*180mm混凝土池壁。浴池底板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝，張拉控制應(yīng)力
0.7fptk，單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線7最大張拉力為180.98kn。由于荷載的增加，改變了原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，導(dǎo)致柱端彎距增大，故對原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的框架柱節(jié)點進(jìn)行補強加固。3、施工階段
3.1柱節(jié)點加固
對框架柱節(jié)點主要受力部位進(jìn)行加固處理，其具體方法可視現(xiàn)場條件采用現(xiàn)行規(guī)范允許的加固方法實施，如混凝土增大斷面法、外包鋼法、體外預(yù)應(yīng)力法等。3.2增設(shè)梁板施工
首先在樓面鋪設(shè)一層35mm砂漿層作為架空層兼底模，采用植鋼筋方法在原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)上植入新增梁鋼筋，施工工藝流程:
植筋一新增反臂梁及上部池壁鋼筋綁扎一支梁側(cè)模板一板預(yù)應(yīng)力鋼筋布置一梁板混凝土一次性燒筑。3.3預(yù)應(yīng)力張拉
待新澆混凝土達(dá)到設(shè)計強度后，在梁一側(cè)對底板預(yù)埋的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，張拉控制按照設(shè)計要求。張拉過程中實時注意觀測裂縫和變形情況。4實體檢驗
施工完成后根據(jù)使用功能及荷載設(shè)計要求進(jìn)行承載力試驗，分級加荷載至設(shè)計值，觀測并記錄各級荷載下的撓度和滲水情況。
權(quán)利要求
1.一種既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:在既有建筑的原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)間增設(shè)反臂梁，反臂梁與既有建筑樓面間設(shè)有架空層，反臂梁與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)植筋連接，然后在反臂梁上進(jìn)行底板施工。
2.按照權(quán)利要求1所述既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:所述架空層的高度為25 45_。
3.按照權(quán)利要求2所述既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:所述架空層的高度為30 40_。
4.按照權(quán)利要求1所述既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:所述架空層采用砂漿填充。
5.按照權(quán)利要求1所述既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:所述既有建筑的原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的框架柱節(jié)點進(jìn)行加固處理。
6.按照權(quán)利要求1所述既有建筑樓面結(jié)構(gòu)改造的加固方法，其特征在于:所述底板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
7.基于權(quán)利要求1至6任一所述方法的既有建筑樓面的加固結(jié)構(gòu)，包括原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)(I)和既有建筑樓面(2)，其特征在于:在原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)(I)間設(shè)有反臂梁(3)，反臂梁(3)與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)(I)間通過植筋(4)連接，在反臂梁(3)下部施工有底板(5)，反臂梁(3)和底板(5)與既有建筑樓面(2)間設(shè)有架空層(6)。
8.按照權(quán)利要求7所述既有建筑樓面的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述架空層(6)的高度為 25 45mm。
9.按照權(quán)利要求8所述既有建筑樓面的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述架空層(6)的高度為 30 40mm η
10.按照權(quán)利要求7至9任一項所述既有建筑樓面的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述架空層(6)采用砂漿填充。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種既有建筑樓面的加固方法及加固結(jié)構(gòu)，在既有建筑的原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)間增設(shè)反臂梁，反臂梁與既有建筑樓面間設(shè)有架空層，反臂梁與原柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)植筋連接，然后在反臂梁上進(jìn)行無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力底板施工，將原結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的荷載轉(zhuǎn)移到新增結(jié)構(gòu)上以降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，可減少原結(jié)構(gòu)的變形，裂縫寬度變小甚至完全閉合，利用增設(shè)梁板構(gòu)成一個完整的荷載承載結(jié)構(gòu)體系，有效變更建筑物的使用功能，架空層可方便管線鋪設(shè)，增加了有效使用空間，由于是在功能改變的樓層進(jìn)行加固施工，不影響既有建筑的正常使用。
文檔編號E04G23/02GK103161322SQ20111042287
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者方俠敏 申請人:貴州中建建筑科研設(shè)計院有限公司