CN107605172B - 一种混凝土屋面梁的加固结构施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土屋面梁的加固结构，其特征是在混凝土屋面梁底部设置钢板，在混凝土屋面梁中部上方设置混凝土顶梁，混凝土顶梁与混凝土边梁之间设置混凝土斜梁，混凝土屋面梁顶部设置四个钢悬索拉结点，在混凝土顶梁和混凝土屋面梁之间设置了4根钢悬索，混凝土顶梁截面中心位置设置钢拉杆，钢拉杆预应力张拉后固定在钢板下表面。本发明安全性能好，承载力高。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土屋面梁的加固结构，适用于建筑领域。
背景技术
混凝土屋面梁出现承载力不够的情况下要进行加固，通常会采用加大混凝土屋面梁截面进行加固或者钢板加固，采用加大混凝土屋面梁截面时会降低顶层楼的净高度，影响使用功能，而且加固部分的混凝土往往很难与原有混凝土形成整体；而采用钢板加固时，往往因钢板刚度远大于混凝土刚度，在相同变形下承力会较小，钢板参与协同承载的能力有限，承载力提升有限。混凝土屋面梁由于处于建筑物的高处，可以利用其特殊性进行加固处理。
发明内容
本发明是提供一种混凝土屋面梁的加固结构，解决传统加固技术效果不好和使用功能不好的问题。
本发明在混凝土屋面梁上方设置混凝土顶梁，混凝土顶梁通过钢悬索减少混凝土屋面梁的承载，混凝土顶梁与混凝土斜梁形成空间结构，钢悬索所传递过来的荷载通过空间结构传递给混凝土边梁，从而起到了对混凝土屋面梁卸载的作用。钢拉杆设置在混凝土屋面梁的中部，一方面钢拉杆在混凝土屋面梁的中部设置了支承点，显著减少了混凝土屋面梁的最大弯矩，不设置钢拉杆的情况下混凝土屋面梁的最大弯矩会出现在混凝土屋面梁的中部。另一方面钢拉杆的设置有利于混凝土屋面梁和钢板整体承力。
在混凝土屋面梁底部设置钢板，钢板厚度为12～15mm，在混凝土屋面梁中部上方设置混凝土顶梁，混凝土顶梁在混凝土屋面梁顶部标高以上1.8～3m，混凝土顶梁高度为400～600mm，宽度为250～300mm，混凝土顶梁与混凝土边梁之间设置混凝土斜梁，混凝土斜梁竖向截面高度为200～250mm，在混凝土屋面梁顶部设置四个钢悬索拉结点，钢悬索拉结点位置分别设置在1/6混凝土屋面梁跨度、1/3混凝土屋面梁跨度、2/3混凝土屋面梁跨度、5/6混凝土屋面梁跨度，在混凝土顶梁和混凝土屋面梁之间设置了4根钢悬索，混凝土顶梁截面中心位置设置钢拉杆，钢拉杆直径为32～34mm，钢拉杆将混凝土顶梁、混凝土屋面梁和钢板联成整体，钢拉杆预应力张拉后固定在钢板下表面。
拉结点设置在1/6混凝土屋面梁跨度的钢悬索命名为1号钢悬索，拉结点设置在1/3混凝土屋面梁跨度的钢悬索命名为2号钢悬索，拉结点设置在23混凝土屋面梁跨度的钢悬索命名为3号钢悬索，拉结点设置在5/6混凝土屋面梁跨度的钢悬索命名为4号钢悬索。
根据大量计算机有限元分析结果，发现不同位置的钢悬索承载力参与系数随混凝土屋面梁跨度的变化而出现变化。不同混凝土屋面梁跨度的钢悬索承载力参与系数情况如表1所示，当混凝土屋面梁跨度与表1不同时，采用插值方法确定钢悬索承载力参与系数。
表1不同混凝土屋面梁跨度的钢悬索承载力参与系数情况
钢悬索直径为40～50mm，钢悬索表面上涂上一层黄油保护层，形成对钢悬索的表面保护，在钢悬索外部加设耐老化高密度聚乙烯，钢悬索两端的索头采用内旋式进行固定。
施工步骤包括：
(1)支设混凝土楼板的临时支撑，临时卸掉混凝土屋面梁的荷载；
(2)剥离混凝土屋面梁和混凝土边梁上部的防水层，凿除混凝土边梁保护层，裸露出纵向钢筋，在混凝土边梁纵向钢筋上方焊接薄钢板，薄钢板厚度为8mm，在薄钢板上边焊接混凝土斜梁的主筋，薄钢板和混凝土斜梁的主筋焊接采用双面焊接，长度大于250mm，设置薄钢板的目的是为了确保混凝土斜梁的主筋有足够的锚固。
(3)绑扎混凝土斜梁和混凝土顶梁的钢筋、然后支设混凝土斜梁和混凝土顶梁的模板，混凝土顶梁中部留设钢拉杆预埋孔，钢拉杆预埋孔直径为34～36mm；在混凝土屋面梁顶部埋设四个钢悬索拉结点；
(4)浇筑混凝土斜梁和混凝土顶梁的混凝土；
(5)钻设混凝土屋面梁中部的钢拉杆预埋孔；
(6)钻设混凝土边梁的钢板预埋孔，钻设混凝土边梁埋设钢板的凹槽，并在凹槽处插入钢板，位于混凝土屋面梁中部的钢板留设钢拉杆预埋孔；
(7)待混凝土顶梁混凝土强度达到100％设计强度时安装钢悬索，凿除混凝土屋面梁保护层，裸露出纵向钢筋，将钢悬索插板与纵向钢筋焊接，钢悬索插板采用Q235钢板，钢板长度为200mm，宽度为100mm，厚度为8mm；为了加强钢悬索的锚固有效性，在钢悬索插板焊接钢联接杆，钢联接杆与钢悬索的索夹联接方式采用销接方式。传统钢悬索的索夹联接方式容易应力松弛，而本技术方案所采用的方法显然克服了这个缺陷；
张拉设备采用液压千斤顶和配套油泵，油泵启动供油正常后，开始加压，张拉时要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；
对钢悬索进行预应力张拉，预应力张拉采用钢悬索力和变形实行双重控制，以索力控制为主，将变形控制作为辅助。索力控制主要是采用油压表数据来实现对预应力的控制，而变形则主要利用标高来实现对预应力的控制。预应力在拉伸的过程中，会出现一定的预应力损失，为了弥补预应力损失，对钢悬索进行超张拉，钢悬索超张拉的数值控制在索力控制的3％～5％；
(8)将钢拉杆穿过混凝土顶梁、混凝土屋面梁以及钢板的钢拉杆预埋孔，对钢拉杆进行张拉，张拉工艺采用两次张拉工艺：对钢拉杆第一次施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为10min；对钢拉杆第二次施加预应力，预应力为控制应力的105％；张拉完毕后用锚具进行锚固；钢拉杆与钢拉杆预埋孔之间空隙注入环氧树脂；
(9)在混凝土屋面梁和混凝土边梁上部做防水层，确保屋面不渗漏。
本发明安全性能好，承载力高。
附图说明
图1为混凝土屋面梁的加固结构示意图。
1、混凝土顶梁，2、混凝土斜梁，3、钢悬索，4、钢拉杆，5、锚具，6、钢板，7、混凝土边梁，8、混凝土屋面梁。
具体实施方式
以下结合附图对本实施例进行详细描述。
在混凝土屋面梁8底部设置钢板6，钢板6厚度为14mm，在混凝土屋面梁8中部上方设置混凝土顶梁1，混凝土顶梁1在混凝土屋面梁8顶部标高以上2.5m，混凝土顶梁1高度为600mm，宽度为250mm，混凝土顶梁1与混凝土边梁7之间设置混凝土斜梁2，混凝土斜梁2竖向截面高度为200mm，在混凝土屋面梁8顶部设置四个钢悬索3拉结点，钢悬索3拉结点位置分别设置在1/6混凝土屋面梁跨度、1/3混凝土屋面梁跨度、2/3混凝土屋面梁跨度、5/6混凝土屋面梁跨度，在混凝土顶梁1和混凝土屋面梁8之间设置了4根钢悬索3，混凝土顶梁1截面中心位置设置钢拉杆4，钢拉杆4直径为32mm，钢拉杆4将混凝土顶梁1、混凝土屋面梁8和钢板6联成整体，钢拉杆4预应力张拉后固定在钢板6下表面。
钢悬索3直径为45mm，钢悬索3表面上涂上一层黄油保护层，形成对钢悬索3的表面保护，在钢悬索3外部加设耐老化高密度聚乙烯，钢悬索3两端的索头采用内旋式进行固定。
施工步骤包括：
(1)支设混凝土楼板的临时支撑，临时卸掉混凝土屋面梁8的荷载；
(2)剥离混凝土屋面梁8和混凝土边梁7上部的防水层，凿除混凝土边梁7保护层，裸露出纵向钢筋，在混凝土边梁7纵向钢筋上方焊接薄钢板，薄钢板厚度为8mm，在薄钢板上边焊接混凝土斜梁2的主筋，薄钢板和混凝土斜梁2的主筋焊接采用双面焊接，长度大于250mm。
(3)绑扎混凝土斜梁2和混凝土顶梁1的钢筋、然后支设混凝土斜梁2和混凝土顶梁1的模板，混凝土顶梁1中部留设钢拉杆4预埋孔，钢拉杆4预埋孔直径为34mm；在混凝土屋面梁8顶部埋设四个钢悬索3拉结点；
(4)浇筑混凝土斜梁2和混凝土顶梁1的混凝土；
(5)钻设混凝土屋面梁8中部的钢拉杆4预埋孔；
(6)钻设混凝土边梁7的钢板预埋孔，钻设混凝土边梁7埋设钢板的凹槽，并在凹槽处插入钢板，位于混凝土屋面梁8中部的钢板留设钢拉杆4预埋孔；
(7)待混凝土顶梁1混凝土强度达到100％设计强度时安装钢悬索3，凿除混凝土屋面梁8保护层，裸露出纵向钢筋，将钢悬索3插板与纵向钢筋焊接，钢悬索3插板采用Q235钢板，钢板长度为200mm，宽度为100mm，厚度为8mm；为了加强钢悬索3的锚固有效性，在钢悬索3插板焊接钢联接杆，钢联接杆与钢悬索3的索夹联接方式采用销接方式。
张拉设备采用液压千斤顶和配套油泵，油泵启动供油正常后，开始加压，张拉时要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min；
对钢悬索3进行预应力张拉，预应力张拉采用钢悬索3力和变形实行双重控制，以索力控制为主，将变形控制作为辅助。索力控制主要是采用油压表数据来实现对预应力的控制，而变形则主要利用标高来实现对预应力的控制。对钢悬索3进行超张拉，钢悬索3超张拉的数值控制在索力控制的3％；
(8)将钢拉杆4穿过混凝土顶梁1、混凝土屋面梁8以及钢板的钢拉杆4预埋孔，对钢拉杆4进行张拉，张拉工艺采用两次张拉工艺：对钢拉杆4第一次施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为10min；对钢拉杆4第二次施加预应力，预应力为控制应力的105％；张拉完毕后用锚具5进行锚固；钢拉杆4与钢拉杆4预埋孔之间空隙注入环氧树脂；
(9)在混凝土屋面梁8和混凝土边梁7上部做防水层。
Claims (1)
1.一种混凝土屋面梁的加固结构施工方法，其特征是在混凝土屋面梁底部设置钢板，钢板厚度为12～15mm，在混凝土屋面梁中部上方设置混凝土顶梁，混凝土顶梁在混凝土屋面梁顶部标高以上1.8～3m，混凝土顶梁高度为400～600mm，宽度为250～300mm，混凝土顶梁与混凝土边梁之间设置混凝土斜梁，混凝土斜梁竖向截面高度为200～250mm，在混凝土屋面梁顶部设置四个钢悬索拉结点，钢悬索拉结点位置分别设置在1/6混凝土屋面梁跨度、1/3混凝土屋面梁跨度、2/3混凝土屋面梁跨度、5/6混凝土屋面梁跨度，在混凝土顶梁和混凝土屋面梁之间设置了4根钢悬索，混凝土顶梁截面中心位置设置钢拉杆，钢拉杆直径为32～34mm，钢拉杆将混凝土顶梁、混凝土屋面梁和钢板联成整体，钢拉杆预应力张拉后固定在钢板下表面；
钢悬索直径为40～50mm，钢悬索表面上涂上一层黄油保护层，形成对钢悬索的表面保护，在钢悬索外部加设耐老化高密度聚乙烯，钢悬索两端的索头采用内旋式进行固定；
施工步骤包括：
(1)支设混凝土楼板的临时支撑，临时卸掉混凝土屋面梁的荷载；
(2)剥离混凝土屋面梁和混凝土边梁上部的防水层，凿除混凝土边梁保护层，裸露出纵向钢筋，在混凝土边梁纵向钢筋上方焊接薄钢板，薄钢板厚度为8mm，在薄钢板上边焊接混凝土斜梁的主筋，薄钢板和混凝土斜梁的主筋焊接采用双面焊接，长度大于250mm；
(3)绑扎混凝土斜梁和混凝土顶梁的钢筋、然后支设混凝土斜梁和混凝土顶梁的模板，混凝土顶梁截面中心位置处留设钢拉杆预埋孔，钢拉杆预埋孔直径为34～36mm；在混凝土屋面梁顶部埋设四个钢悬索拉结点；
(4)浇筑混凝土斜梁和混凝土顶梁的混凝土；
(5)钻设混凝土屋面梁中部的钢拉杆预埋孔；
(6)钻设混凝土边梁的钢板预埋孔，钻设混凝土边梁埋设钢板的凹槽，并在凹槽处插入钢板，位于混凝土屋面梁底部中心位置处的钢板留设钢拉杆预埋孔；
(7)待混凝土顶梁混凝土强度达到100％设计强度时安装钢悬索，凿除混凝土屋面梁保护层，裸露出纵向钢筋，将钢悬索插板与纵向钢筋焊接，钢悬索插板采用Q235钢板，钢板长度为200mm，宽度为100mm，厚度为8mm；在钢悬索插板焊接钢联接杆，钢联接杆与钢悬索的索夹联接方式采用销接方式；
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对钢悬索进行预应力张拉，预应力张拉采用钢悬索力和变形实行双重控制，以索力控制为主，将变形控制作为辅助；索力控制主要是采用油压表数据来实现对预应力的控制，而变形则主要利用标高来实现对预应力的控制；对钢悬索进行超张拉，钢悬索超张拉的数值控制在索力控制的3％～5％；
(8)将钢拉杆穿过混凝土顶梁、混凝土屋面梁以及钢板的钢拉杆预埋孔，对钢拉杆进行张拉，张拉工艺采用两次张拉工艺：对钢拉杆第一次施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为10min；对钢拉杆第二次施加预应力，预应力为控制应力的105％；张拉完毕后用锚具进行锚固；钢拉杆与钢拉杆预埋孔之间空隙注入环氧树脂；
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| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 325000, No. 48, Jingshan Hill Road, Ouhai District, Wenzhou, Zhejiang Applicant after: Ye Changqing Address before: 325000 No. 4, Jinchuan Road, Tianhe street, Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang, China Applicant before: Ye Changqing |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20201231 Address after: 537100 Comprehensive Economic Development Zone of Three-invested Enterprises in Gangnan District, Guigang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region (near the traffic lights of Jiangnan Industrial Zone) Patentee after: Guangxi Xin Bin Cheng Machinery Co.,Ltd. Address before: 325000 No. 48 Xinghai Road, Jingshan Street, Ouhai District, Wenzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Ye Changqing |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210508 Address after: 221000 comprehensive economic development zone for foreign funded enterprises in Gangnan District, Xuzhou City, Jiangsu Province (near the traffic lights of Jiangnan Industrial Zone) Patentee after: Xuzhou Shiwei Longsheng Construction Engineering Co., Ltd Address before: 537100 Comprehensive Economic Development Zone of Three-invested Enterprises in Gangnan District, Guigang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region (near the traffic lights of Jiangnan Industrial Zone) Patentee before: Guangxi Xin Bin Cheng Machinery Co.,Ltd. |