CN107386683A - 一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法及加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法及加固结构，先在楼板的相邻次梁之间设置与次梁平行的型钢梁，所述型钢梁两端经螺栓与主梁固定，型钢梁下端面与各次梁中较高的下端面平齐；再在主梁底部设置叠合型钢，所述叠合型钢由底板、固定连接在底板上的两块侧板、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板构成，使两块侧板包覆在主梁下部并用对拉螺栓固定，主梁底面与底板间填充混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的次梁时，在所述叠合型钢上设置连续过渡段结构，使其与该次梁的下端面配合；在梁柱节点处设置钢结构牛腿。本发明能数倍的提高楼板的承载力，从而满足房屋功能改变时对楼板荷载能力提高的要求。

Description

一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法及加固结构

技术领域

本发明涉及一种多层框架结构建筑的改造方法，具体涉及一种对多层框架结构建筑的楼面进行加固的方法以及加固结构。

背景技术

大面积框架结构楼面，通常通过主梁和次梁的组合传递受力，保证楼面荷载能力。当需要改变建筑用途时，可能导致楼面荷载要求增大，使原设计要求不能满足使用要求，此时，需要对楼面进行加固处理。

现有技术中，常用的楼面加固方法是粘贴加固方法，即通过粘贴钢板或纤维板，增强楼面的整体性和荷载能力。例如，中国发明专利申请CN102422683A公开了一种预应力粘钢加固钢筋混凝土结构的方法，通过锚栓和结构胶的组合，将钢板设置在混凝土结构表面，以增强承载能力和刚度。也有通过复合纤维板或聚乙烯板进行加固的方法报道。但是，这类方法对结构的抗弯承载力提升程度有限。

另一种方法是设置加固梁，例如，中国发明专利申请CN105781139A公开了一种承载力不够的楼板加固方法，在楼板下面布置横向加固梁和纵向加固梁，横向加固梁和纵向加固梁高度相同。施工时需要在加固梁位置凿除楼板混凝土，进行植筋作业，再浇筑混凝土成梁。这种方法对原有结构的稳定性有影响，同时，横向加固梁和纵向加固梁之间的荷载传递关系不明确，与原有荷载结构之间的受力分配存在问题，因此对荷载能力的提升不大。另外，在大跨度建筑中，次梁的底部高度不同，因此，当设置垂直于次梁的加固梁时，存在跨越部分次梁的问题，这也导致了加固梁设置的困难。

因而，现有技术中采用的加固方法对楼面的荷载能力的提升一般不超过40%，而在一些应用场合，例如改建生产车间时，需要成倍增加楼面的荷载能力，因此，需要提供新的楼面加固方法和结构。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，以大幅度提高楼面的荷载能力，满足建筑使用功能改变造成的对荷载能力提升的要求。本发明的另一发明目的是提供一种框架结构楼面的加固结构。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，所述框架结构楼面具有设置在楼板下方的多个主梁和次梁，包括以下步骤：

先在楼板的相邻次梁之间设置与次梁平行的型钢梁，所述型钢梁两端经螺栓与主梁固定，型钢梁下端面与各次梁中较高的下端面平齐；

再在主梁底部设置叠合型钢，所述叠合型钢由底板、固定连接在底板上的两块侧板、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板构成，使两块侧板包覆在主梁下部并用对拉螺栓固定，主梁底面与底板间填充混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的次梁时，在所述叠合型钢上设置连续过渡段结构，使其与该次梁的下端面配合；

在梁柱节点处设置钢结构牛腿。

上述技术方案中，在安装型钢梁时，先安装锚板、在型钢梁和楼板间注胶，用千斤顶顶紧型钢梁，将节点板焊接到锚板上；在安装叠合型钢时，用千斤顶顶紧叠合型钢，并与型钢梁用高强螺栓连接；其中，安装时，梁柱节点处先不注胶，当前一跨安装完成后，当型钢梁处的胶强度满足要求时，释放型钢梁处的千斤顶，并安装后一跨的型钢梁和叠合型钢，完成后，对前一跨的梁柱节点注胶，再拆除前一跨的叠合型钢的千斤顶。

进一步的技术方案，在加固前，先对主梁进行包钢加固，方法是，用缀板包裹主梁，缀板上端间隔焊接多个螺杆，在主梁顶面上设置扁钢，所述螺杆穿过楼板与扁钢经螺帽拉紧固定。

上述技术方案中，所述连续过渡段结构为，在所述叠合型钢经过下端面较低的异形次梁处，在两块侧板上开槽，槽底与次梁下端面配合，以次梁为中心，相当于次梁宽度的5～10倍区域构成过渡段区，所述过渡段区的侧板向下穿过底板，延伸高度为槽深的2/3～2倍，侧板底部固定连接有过渡段水平加强板，在槽的两端和过渡区的两端，分别与侧板垂直设置过渡段加劲肋。

优选的，在所述侧板上对应槽底两侧设置有左、右小翼板。

优选的，在相邻次梁间，设置2个所述型钢梁，每一型钢梁位于跨度的1/3处。

上述技术方案中，所述叠合型钢锚固在主梁上的对拉螺杆直径为16mm～18mm，对拉螺杆间距为250mm～600mm。

为实现本发明的另一发明目的，本发明提供一种框架结构楼面的加固结构，所述框架结构楼面具有设置在楼板下方的多个主梁和次梁，所述加固结构主要由型钢梁和叠合型钢构成，在楼板的相邻次梁之间设有与次梁平行的型钢梁，所述型钢梁两端经螺栓与主梁固定，型钢梁下端面与各次梁中较高的下端面平齐；在主梁底部设有叠合型钢，所述叠合型钢由底板、固定连接在底板上的两块侧板、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板构成，两块侧板包覆在主梁下部并经对拉螺栓固定，主梁底面与底板间填充有混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的次梁时，在所述叠合型钢上设有连续过渡段结构，使其与该次梁的下端面配合；在梁柱节点处设置钢结构牛腿。

所述连续过渡段结构为，在所述叠合型钢经过下端面较低的异形次梁处，在两块侧板上开设有槽，槽底与次梁下端面配合，以次梁为中心，相当于次梁宽度的5～10倍区域构成过渡段区，所述过渡段区的侧板向下穿过底板，延伸高度为槽深的2/3～2倍，侧板底部固定连接有过渡段水平加强板，在槽的两端和过渡区的两端，分别与侧板垂直设有过渡段加劲肋。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明在楼板次梁间增设型钢梁减小板跨，提高楼板的抗弯承载力，主梁底部增设叠合型钢，型钢采用对拉螺杆锚固在主梁上，形成完全抗剪连接组合梁，由此，能数倍的提高楼板的承载力（提高等级4~6倍），从而满足房屋功能改变时对楼板荷载能力提高的要求；

2、本发明平行于次梁的型钢梁固定在主梁叠合型钢的上方，次梁、型钢梁的荷载经叠合型钢传递至主梁，形成空间受力体系，受力结构稳定，荷载分散能力强；

3、本发明在遇到异形次梁的位置设置了转换过渡段，过渡段设置了竖向加劲肋和水平加强钢板，在不削弱结构受力和断开主梁型钢的情况下，实现了较优的传力效果，使得主梁型钢的抗弯传力的延续性并形成完全抗剪连接组合梁；

4、梁安装时，在后一跨安装后，再对前一跨的梁柱节点注胶，并在此后拆除前一跨主梁下方的千斤顶，能够有效减小应力，防止产生附加挠度，使主次梁型钢和原结构连接共同受力性更优。

附图说明

图1是本发明实施例的总体布置示意图；

图2是本发明实施例中过渡段结构示意图；

图3是实施例中主梁型钢加固断面图；

图4是实施例中主次梁连接结构图；

图5是实施例中梁柱节点牛腿平面布置图。

其中：1、框架柱；2、主梁；3、楼板；4、次梁；5、缀板；6、型钢梁；7、螺栓；8、叠合型钢；9、异形次梁；10、牛腿；11、对拉螺栓；12、螺杆；13、底板；14、侧板；15、翼板；16、连续过渡段结构；17、槽；18、过渡段水平加强板；19、过渡段加劲肋。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1至图5所示，一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，图1中，框架柱1之间设置有主梁2，与主梁垂直设置有次梁4，主梁2、次梁4、楼板3及梁柱节点共同构成楼面。主梁2和次梁4设置在楼板3下方，其中，大部分次梁的底部高度一致，有部分次梁为异形次梁9，其底部高度较常规次梁更低。加固方法包括以下步骤：

(1) 对主梁2进行包钢加固，方法是，用缀板5包裹主梁2，缀板5上端间隔焊接多个螺杆12，在主梁顶面上设置扁钢，所述螺杆穿过楼板与扁钢经螺帽拉紧固定。

(2) 在楼板的相邻次梁之间设置与次梁4平行的型钢梁6，所述型钢梁6两端经螺栓7与主梁2固定（施工时，可以设置锚板，用螺栓将锚板与主梁固定，再将型钢梁焊接在锚板上），型钢梁6下端面与各次梁中较高的下端面平齐，型钢梁的设置密度根据提载要求而定，一种选择是，在相邻次梁间设置2根型钢梁，分别位于1/3L位置；

(3) 在主梁2底部设置叠合型钢8，如图3所示，所述叠合型钢由底板13、固定连接在底板上的两块侧板14、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板15构成，使两块侧板包覆在主梁下部并用对拉螺栓11固定，主梁底面与底板间填充混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；对拉螺杆直径16mm~18mm为佳，加密区间距为250mm~300mm为佳，非加密区间距500mm~600mm为佳；形成完全抗剪连接组合梁。

在安装型钢梁时，先安装锚板、在型钢梁和楼板间注胶，用千斤顶顶紧型钢梁，将节点板焊接到锚板上；在安装叠合型钢时，用千斤顶顶紧叠合型钢，并与型钢梁用高强螺栓连接；其中，安装时，梁柱节点处先不注胶，当前一跨安装完成后，当型钢梁处的胶强度满足要求时，释放型钢梁处的千斤顶，并安装后一跨的型钢梁和叠合型钢，完成后，对前一跨的梁柱节点注胶，再拆除前一跨的叠合型钢的千斤顶。主次梁连接螺栓为M20~M24型号10.9级高强螺栓，楼板底部型钢采用千斤顶顶紧并灌注结构胶，顶紧荷载为10KN~15KN为佳。预顶紧力的释放应对称、有序、逐步释放，严禁一次性集中释放，预顶紧力的释放期间应密切观察结构反应，释放时间原则上不应少于施加的时间保护节点，严禁在节点区进行任何的热作业。

其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的异形次梁9时，如图1所示，在所述叠合型钢上设置连续过渡段结构16，使其与该异形次梁的下端面配合；如图2所示，所述连续过渡段结构16为，在所述叠合型钢经过下端面较低的异形次梁9处，在两块侧板上开槽17，槽底与次梁下端面配合，以次梁为中心，相当于次梁宽度的5～10倍区域构成过渡段区，所述过渡段区的侧板向下穿过底板，延伸高度为槽深的2/3～2倍，侧板底部固定连接有过渡段水平加强板18，在槽的两端和过渡区的两端，分别与侧板垂直设置过渡段加劲肋19。

在所述侧板上对应槽底两侧设置有左、右小翼板。

(4) 在梁柱节点处设置钢结构牛腿10。

牛腿顶部和主梁型钢锚固为整体，采用8个M20~M24化学锚栓。

牛腿采用对拉螺杆和原柱抱柱连接，牛腿对拉螺杆在X方向和Y方向均匀设置，螺杆直径为M20~M24为佳。

施工时，主梁和次梁底部1/3L位置设置钢支撑作为顶紧支架平台，钢支撑之间采用斜撑连接成整体，保证支架的稳定性，钢支撑采用标准节和调高节段组成，采用锚栓在法兰处连接为整体。千斤顶采用机械式千斤顶，施工采用压力和位移双控，千斤顶位于钢支撑顶部。钢支撑安装时必须保证钢管的垂直度，误差不得大于5‰，柱顶偏差不得大于2cm。钢支撑位于主梁或者楼板型钢梁三分点位置。钢管与钢管之间通过型钢斜撑焊接连接成整体。钢支撑顶部加焊5~10mm厚度钢板作为千斤顶的作用平台，尺寸30~40cm较佳。千斤顶放置时必须放置在钢管顶部中心位置。

经检测，采用本方法，能大幅度提升楼面荷载能力，可提高等级4~6倍。

Claims (9)

1.一种框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，所述框架结构楼面具有设置在楼板下方的多个主梁和次梁，其特征在于，包括以下步骤：

先在楼板的相邻次梁之间设置与次梁平行的型钢梁，所述型钢梁两端经螺栓与主梁固定，型钢梁下端面与各次梁中较高的下端面平齐；

再在主梁底部设置叠合型钢，所述叠合型钢由底板、固定连接在底板上的两块侧板、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板构成，使两块侧板包覆在主梁下部并用对拉螺栓固定，主梁底面与底板间填充混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的次梁时，在所述叠合型钢上设置连续过渡段结构，使其与该次梁的下端面配合；

在梁柱节点处设置钢结构牛腿。

2.根据权利要求1所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：在安装型钢梁时，先安装锚板、在型钢梁和楼板间注胶，用千斤顶顶紧型钢梁，将节点板焊接到锚板上；在安装叠合型钢时，用千斤顶顶紧叠合型钢，并与型钢梁用高强螺栓连接；其中，安装时，梁柱节点处先不注胶，当前一跨安装完成后，当型钢梁处的胶强度满足要求时，释放型钢梁处的千斤顶，并安装后一跨的型钢梁和叠合型钢，完成后，对前一跨的梁柱节点注胶，再拆除前一跨的叠合型钢的千斤顶。

3.根据权利要求1所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：在加固前，先对主梁进行包钢加固，方法是，用缀板包裹主梁，缀板上端间隔焊接多个螺杆，在主梁顶面上设置扁钢，所述螺杆穿过楼板与扁钢经螺帽拉紧固定。

4.根据权利要求1所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：所述连续过渡段结构为，在所述叠合型钢经过下端面较低的异形次梁处，在两块侧板上开槽，槽底与次梁下端面配合，以次梁为中心，相当于次梁宽度的5～10倍区域构成过渡段区，所述过渡段区的侧板向下穿过底板，延伸高度为槽深的2/3～2倍，侧板底部固定连接有过渡段水平加强板，在槽的两端和过渡区的两端，分别与侧板垂直设置过渡段加劲肋。

5.根据权利要求4所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：在所述侧板上对应槽底两侧设置有左、右小翼板。

6.根据权利要求1所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：在相邻次梁间，设置2个所述型钢梁，每一型钢梁位于跨度的1/3处。

7.根据权利要求1所述的框架结构楼面超大幅度提载的加固方法，其特征在于：所述叠合型钢锚固在主梁上的对拉螺杆直径为16mm～18mm，对拉螺杆间距为250mm～600mm。

8.一种框架结构楼面的加固结构，所述框架结构楼面具有设置在楼板下方的多个主梁和次梁，其特征在于：所述加固结构主要由型钢梁和叠合型钢构成，在楼板的相邻次梁之间设有与次梁平行的型钢梁，所述型钢梁两端经螺栓与主梁固定，型钢梁下端面与各次梁中较高的下端面平齐；在主梁底部设有叠合型钢，所述叠合型钢由底板、固定连接在底板上的两块侧板、固定连接在两块侧板顶部的左、右翼板构成，两块侧板包覆在主梁下部并经对拉螺栓固定，主梁底面与底板间填充有混凝土，左、右翼板承托各次梁及型钢梁；其中，当经过下端面低于型钢梁下端面的次梁时，在所述叠合型钢上设有连续过渡段结构，使其与该次梁的下端面配合；在梁柱节点处设置钢结构牛腿。

9.根据权利要求8所述的框架结构楼面的加固结构，其特征在于：所述连续过渡段结构为，在所述叠合型钢经过下端面较低的异形次梁处，在两块侧板上开设有槽，槽底与次梁下端面配合，以次梁为中心，相当于次梁宽度的5～10倍区域构成过渡段区，所述过渡段区的侧板向下穿过底板，延伸高度为槽深的2/3～2倍，侧板底部固定连接有过渡段水平加强板，在槽的两端和过渡区的两端，分别与侧板垂直设有过渡段加劲肋。