CN103161322B - 一种既有建筑楼面结构改造的加固方法及加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有建筑楼面的加固方法及加固结构，在既有建筑的原柱网结构间增设反臂梁，反臂梁与既有建筑楼面间设有架空层，反臂梁与原柱网结构植筋连接，然后在反臂梁上进行无粘结预应力底板施工，将原结构水平构件的荷载转移到新增结构上以降低原结构应力水平，可减少原结构的变形，裂缝宽度变小甚至完全闭合，利用增设梁板构成一个完整的荷载承载结构体系，有效变更建筑物的使用功能，架空层可方便管线铺设，增加了有效使用空间，由于是在功能改变的楼层进行加固施工，不影响既有建筑的正常使用。

Description

一种既有建筑楼面结构改造的加固方法及加固结构

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种既有建筑楼面结构改造的加固方法及加固结构。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，既有建筑结构改造热潮方兴未艾。对于既有建筑，经常需要改变楼面的使用功能，而既有结构的承载力往往不能满足功能改变后的需求，此时就必须采取适当的结构加固改造措施。例如，当需要在高层建筑中增设洗浴中心时，由于通常洗浴池中心浴池底板所承受的竖向荷载设计取值是正常公共建筑楼层的2～3倍，必须采取适当的加固补强措施方可满足。

然而功能变更区域通常位于既有建筑的二层以上楼面，采用常规的梁、板底部加固方法的施工势必会影响建筑的正常使用，尤其是变更区域以下楼层的原有的装饰装修、平面布置等不可避免地受到破坏，故不宜采用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有常规加固方法的施工会影响建筑的正常使用的缺陷，提供一种既有建筑楼面结构改造的加固方法，适用于既有建筑楼层变更为浴池、资料室等荷载增加较大的功能改变，在满足功能改造要求的同时又不影响既有建筑各楼层的正常使用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明既有建筑楼面的加固方法为：在既有建筑的原柱网结构间增设反臂梁，反臂梁与既有建筑楼面间设有架空层，反臂梁与原柱网结构植筋连接，然后在反臂梁上进行无粘结预应力底板施工。

上述方法中所述架空层的高度为25～45mm，该高度优选为30～40mm。

优选的，前述加固方法中所设置的架空层采用砂浆填充，采用砂浆填充架空层具有如下优点：（1）作永久性底模使用：由于架空层空间较小，底板混凝土浇注时模板无法铺设和拆除，必须采用具有耐腐蚀、不影响上部结构变形的材料作为可长期留置在结构中的永久性模板。钢材、木材等传统模板材料因易腐蚀耐久性差、刚度大等特点不易长期留置在结构中，而低标号砂浆与混凝土同为无机材料，耐久性好、强度不高、变形能力强，其性能恰好可满足上述要求，均匀铺设可作永久性底模使用；（2）作架空隔离层使用：在正常使用状态下，当底板在上部荷载作用下产生挠度时，砂浆填充层受力后通过自身变形迅速吸收其变形能并将其向周边发散，以阻隔上部荷载产生的内力向原有结构的楼面的传递，其作用效应类似于“海绵效应”。

进一步的，由于楼层荷载的增加，改变了原结构内力分布，导致柱端弯距增大，故对所述既有建筑的原柱网结构的框架柱节点进行加固处理，加固方法可以采用混凝土增大断面法、外包钢法、体外预应力法等。

优选的，前述既有建筑楼面的加固方法，为了进一步增加底板的承载了，所述底板采用无粘结预应力混凝土结构。

本发明还提供了一种基于前述方法的既有建筑楼面的加固结构，包括原柱网结构1和既有建筑楼面2，在原柱网结构1间设有反臂梁3，反臂梁3与原柱网结构1间通过植筋4连接，在反臂梁3下部施工有底板5，反臂梁3和底板5与既有建筑楼面2间设有架空层6。

进一步的，上述加固结构中，所述架空层6的高度为25～45mm，此高度优选为30～40mm。

优选的，在前述加固结构中，所述架空层6采用砂浆填充。

与现有技术相比，本发明在既有建筑的楼面上架设底板并设有架空层，原有楼面不承载载荷，底板采用无粘结预应力技术，具有如下优点：

（1）由于是在功能改变的楼层进行加固施工，不影响既有建筑的正常使用，较好解决了原结构配筋弱，梁板底部因条件限制无法开展施工的加固难题；

（2）将原结构水平构件的荷载转移到新增结构上以降低原结构应力水平，可减少原结构的变形，裂缝宽度变小甚至完全闭合；

（3）利用增设梁板构成一个完整的荷载承载结构体系，有效变更建筑物的使用功能，具有整体性能好、防裂抗渗等特点，尤其对局部改造荷载增幅较大之状况十分有利；

（4）适于大跨度大空间结构的改造，架空层可方便管线铺设，可增加有效使用空间；

（5）与传统的原结构梁板加固后再在其上砌筑混凝土浴池结构方案相比，造价节省约20%左右。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

以某商厦设置洗浴中心为例：某商厦为28层框架结构，四层楼面因功能变更需在10～13轴跨间设置浴池，需将局部楼面荷载由原来的3.5KN/m²增加到9.0KN/m²。因增加荷载较大，原楼面设计的梁板截面根本无法满足改造后的承载力要求，故需要采取梁板加固等相应措施。另外由于四层以下为装修完毕的正常营业中的商场，故无法实现由梁板底部实施加固，采用本发明技术方案在浴池区域楼面增设梁板并对板施加预应力，取得良好效果。该项目加固改造后已正常使用4年，用户反映良好。具体加固方法如下；

1、检测阶段

对拟改造区域构件（主要为竖向构件）进行截面尺寸、配筋布置、混凝土强度进行检测，为设计提供准确可靠的数据指标。

改造区域原柱网尺寸7800*12000mm，主梁截面尺寸300*7000mm，板厚120mm，混凝土强度等级C40。

2、设计阶段

依据浴池结构布置和新增荷载值按连接构件的实测技术指标进行框架柱的轴压比验算、增设梁的内力及挠度计算、大板无粘结预应力计算分析、连接构件的加固设计及节点检验算。

如图1和图2所示，加固结构包括原柱网结构1和既有建筑楼面2，在原柱网结构1间设有反臂梁3，反臂梁3与原柱网结构1间通过钢筋4连接，在反臂梁3下部施工有底板5，反臂梁3和底板5整体一次性浇筑，反臂梁3和底板5与既有建筑楼面2间设有架空层6。架空层6的高度为35mm，采用水泥砂浆填充，在底板5中设有预应力钢绞线7。

反臂梁3的截面尺寸300*750mm。底板5即为浴池底板，尺寸为6500*7800mm，厚180mm。反臂梁3和底板5的混凝土强度等级为C45，采用整体一次性浇筑。反臂梁3顶部设计为350*180mm混凝土池壁。浴池底板采用无粘结预应力施工工艺，张拉控制应力0.7fptk，单根预应力钢绞线7最大张拉力为180.98kn。由于荷载的增加，改变了原结构内力分布，导致柱端弯距增大，故对原柱网结构的框架柱节点进行补强加固。

3、施工阶段

3.1柱节点加固

对框架柱节点主要受力部位进行加固处理，其具体方法可视现场条件采用现行规范允许的加固方法实施，如混凝土增大断面法、外包钢法、体外预应力法等。

3.2增设梁板施工

首先在楼面铺设一层35mm砂浆层作为架空层兼底模，采用植钢筋方法在原柱网结构上植入新增梁钢筋，施工工艺流程：

植筋→新增反臂梁及上部池壁钢筋绑扎→支梁侧模板→板预应力钢筋布置→梁板混凝土一次性浇筑。

3.3预应力张拉

待新浇混凝土达到设计强度后，在梁一侧对底板预埋的预应力钢筋进行张拉，张拉控制按照设计要求。张拉过程中实时注意观测裂缝和变形情况。

4实体检验

施工完成后根据使用功能及荷载设计要求进行承载力试验，分级加荷载至设计值，观测并记录各级荷载下的挠度和渗水情况。

Claims (7)

1.一种既有建筑楼面结构改造的加固方法，其特征在于：在既有建筑的原柱网结构间增设反臂梁，反臂梁与既有建筑楼面间设有架空层，反臂梁与原柱网结构植筋连接，然后在反臂梁上进行底板施工；所述架空层采用砂浆填充。

2.按照权利要求1所述既有建筑楼面结构改造的加固方法，其特征在于：所述架空层的高度为25～45mm。

3.按照权利要求2所述既有建筑楼面结构改造的加固方法，其特征在于：所述架空层的高度为30～40mm。

4.按照权利要求1所述既有建筑楼面结构改造的加固方法，其特征在于：所述既有建筑的原柱网结构的框架柱节点进行加固处理。

5.按照权利要求1所述既有建筑楼面结构改造的加固方法，其特征在于：所述底板采用无粘结预应力混凝土结构。

6.基于权利要求1至5任一所述方法的既有建筑楼面的加固结构，包括原柱网结构（1）和既有建筑楼面（2），其特征在于：在原柱网结构（1）间设有反臂梁（3），反臂梁（3）与原柱网结构（1）间通过植筋（4）连接，在反臂梁（3）下部施工有底板（5），反臂梁（3）和底板（5）与既有建筑楼面（2）间设有架空层（6），所述架空层（6）采用砂浆填充。

7.按照权利要求6所述既有建筑楼面的加固结构，其特征在于：所述架空层（6）的高度为25～45mm。