CN111255256A - 抗弯加固楼板结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗弯加固楼板结构的施工方法，包括：在楼板主体表面开设固定孔；将抗剪连接件安装于加固体，并将所述抗剪连接件置入所述固定孔，从而使所述加固体固定于所述楼板主体的表面；顶升所述楼板主体使其恢复至初始变形状态；在所述固定孔的孔壁与所述抗剪连接件之间的空隙中填充粘结体，从而将所述加固体与所述楼板主体固定连接。本发明采用抗剪连接件解决加固体与既有楼板结构的抗剪粘结和协调变形的问题，通过在加固体上设置抗剪连接件、利用粘结体连接的方式实现加固体与原结构楼板主体之间的整体牢固连接，加固体与楼板主体结合后可以完全形成一个整体，在承受水平力时可以抵抗剪切、协调变形，从而实现对原结构楼板主体的抗弯加固。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设计施工领域，特别是涉及抗弯加固楼板结构的施工方法。
背景技术
大型建筑中的楼板使用过程中由于荷载较大很容易发生变形弯曲，因而需要对楼板提前进行抗弯加固。
当前具体常用的楼板加固解决思路主要有两种：1)增大截面法：通过细石混凝土或砂浆将后加固结构与既有楼板结构粘结到一起；2)利用化学结构胶将碳纤维布、钢板等直接粘附到楼板表面。
采用增大截面法加固时，后加固结构与既有楼板结构的粘结性不强，二者结合后的抗剪粘结性能较差，容易出现相对滑移直至分离脱落，且后加固结构与既有楼板结构的协调变形能力不好；此外，增大截面法施工难度大，且施工周期长造价高，特别是规范规定新增截面最小不得小于40mm，实际上因施工及保护层构造要求，一般新增截面需要做到60mm以上，这就带来因增大截面而荷载增加的新问题，进而导致建筑中的基础、柱、梁等加固的问题。
采用粘贴碳纤维布或钢板等材料进行楼板加固的方法需要使用化学胶结剂，此类化学胶结剂需定期检查，且第一次检查时间不得迟于10年，后期仍须定期检测，这就给后期维护带来全生命周期成本的上升，同时存在施工周期长、质量不稳定等问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统楼板加固方式的加固效果不好，施工难度大、成本高且不便于维护的问题，提供一种抗弯加固楼板结构的施工方法。
一种抗弯加固楼板结构的施工方法，包括：
在楼板主体表面开设固定孔；
将抗剪连接件安装于加固体，并将所述抗剪连接件置入所述固定孔，从而使所述加固体固定于所述楼板主体的表面；
顶升所述楼板主体使其恢复至初始变形状态；
在所述固定孔的孔壁与所述抗剪连接件之间的空隙中填充粘结体，从而将所述加固体与所述楼板主体固定连接。
上述抗弯加固楼板结构的施工方法，至少具有以下有益的技术效果：
(1)采用抗剪连接件解决加固体与既有楼板结构的抗剪粘结和协调变形的问题。通过在加固体上设置抗剪连接件、利用粘结体连接的方式实现加固体与原结构楼板主体之间的整体牢固连接，加固体与楼板主体结合后可以完全形成一个整体，在承受水平力时可以抵抗剪切、避免加固体与楼板主体二者之间出现相对滑移甚至分离脱落，同时结合后的加固体与楼板主体受力后可以协调变形，从而实现对原结构楼板主体的抗弯加固；
(2)在将加固体固定于所述楼板主体之后顶升楼板主体，一方面使楼板本体恢复至初始施工完成时的状态、消除了挠度变形；另一方面使加固体向上预弯，从而为加固体预加应力，提升加固和抗弯的能力；
(3)施工难度较低、操作更方便，操作步骤少从而直接缩短了施工周期，进一步降低了人力成本；所用的原材料较少、价格低廉，降低了材料成本；
(4)本发明基本不破坏原有楼板结构从而确保原有楼板主体的受力结构完整，同时对楼板主体原有结构功能影响很小，施工过程中充分保留了原有楼板主体结构的净高，不会增大截面导致荷载增加，从而不需要对建筑中的基础、柱、梁等进行二次加固；由于不需要使用化学胶结剂，后期维护简单，长期使用后还具有良好的加固性能，提升了结构整体的使用寿命，生命周期成本低。
在其中一个实施例中，所述固定孔为贯穿所述楼板主体两侧表面的固定通孔，所述抗剪连接件从所述楼板主体的下方置入所述固定通孔，从而使得所述加固体固定于所述楼板主体的下表面。
在其中一个实施例中，所述固定孔为设于所述楼板主体的安装侧面的固定沉孔，所述抗剪连接件置入所述固定沉孔，从而使得所述加固体固定于所述安装侧面。
在其中一个实施例中，所述安装侧面包括所述楼板主体的中跨的上表面，以及所述楼板主体的边跨的外侧面。
在其中一个实施例中，所述加固体包括多个加固板，所述多个加固板纵横交叉布置于所述楼板主体表面的中间部位。
在其中一个实施例中，所述抗剪连接件包括设于所述加固体表面的栓钉。
在其中一个实施例中，所述抗剪连接件还包括螺旋箍筋，所述螺旋箍筋套设于所述栓钉上。
在其中一个实施例中，所述栓钉的长度为所述楼板主体的厚度的70％-80％。
在其中一个实施例中，每块所述加固板上的所述栓钉设有多个，且多个所述栓钉分别置入所述楼板主体表面的多个与所述栓钉位置对应的所述固定孔中。
在其中一个实施例中，所述固定孔的孔径大于所述栓钉的最大截面部位的直径40mm-60mm。
在其中一个实施例中，所述粘结体包括混凝土。
在其中一个实施例中，所述在楼板主体表面开设固定孔的步骤，包括：在楼板主体表面开设定位沉孔以暴露所述楼板主体内部的加强筋网；以及
在所述加强筋网的空隙中开设所述固定孔。
在其中一个实施例中，所述定位沉孔的宽度大于所述加强筋网的孔径，所述定位沉孔的深度与从所述楼板主体的上表面至所述加强筋网上表面的距离相等。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的楼板主体的示意图；
图2为本发明实施例一中在楼板主体表面开设定位沉孔和固定通孔，并在固定通孔中设置抗剪连接件的示意图；
图3为图2中的定位沉孔的局部放大图；
图4为实施例一中在楼板主体下表面布置加固体的示意图；
图5为实施例一中在楼板主体下表面布置加固体的局部剖视图；
图6为实施例二中在楼板主体中跨的上表面布置加固体的局部剖视图；
图7为实施例二中在楼板主体中跨的上表面、边跨的外侧面同时布置加固体的局部剖视图。
图1-图5中：100、楼板主体；101、固定通孔；102、定位沉孔；103、加强筋网；
200、加固体；201、加固板；210、抗剪连接件；2101、栓钉；2102、螺旋箍筋；
300、粘结体；
图6-图7中100'、楼板主体；101'、固定沉孔；102'、定位沉孔；110'、中跨；120'、边跨；
200'、加固体；201'、加固板；210'、抗剪连接件；2101'、栓钉；2102'、螺旋箍筋；
300'、粘结体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种抗弯加固楼板结构，包括楼板主体、加固体和粘结体。楼板主体为建筑中两个楼层之间的板状结构，其表面开设有固定孔。加固体为楼板主体的加强结构体，在加固体上设置抗剪连接件，抗剪连接件可配合置入所述固定孔中。粘结体填充于所述固定孔的孔壁与所述抗剪连接件之间的空隙中，从而将抗剪连接件固定于楼板主体的固定孔内以达到牢固连接加固体与楼板主体的目的。
以下述两个实施例为例，描述抗弯加固楼板结构的具体布置形式和施工方法。
实施例一
在实施例一中，所述固定孔为贯穿所述楼板主体100两侧表面的固定通孔101，所述抗剪连接件210从下方置入所述固定通孔101，从而使得所述加固体200固定于图1和图2所示的楼板主体100的下表面。
在实施例一中，参考图4，所述加固体200包括多个加固板201，多个加固板201纵横交叉布置于所述楼板主体100下表面的中间部位。纵横交叉布置的加固板201形成网状的加固面，可以从下方承载大部分楼板主体100的重量和载荷，从而有效加固楼板；同时楼板主体100的中间部位相较于边缘部位承受的载荷更大更集中，网状的加固板201可以从底部直接对中间受载严重的部位进行承托和加固，可以使楼板整体更有效的抵抗弯曲。实施例一中的加固板201优选强度和刚度较好的钢板制作而成。
当然，在其他一些实施例中，加固体200可以采用其他结构类型，例如可以是钢结构支架或设于楼板主体100底部的一整块钢板，此处不作限制。
在实施例一中，抗剪连接件210包括设于所述加固体200表面的栓钉2101，如图5所示。具体的，栓钉2101的头部固定于加固体200表面，栓钉2101的尾部插入固定通孔101中。栓钉2101具有较强的锚固力，在粘结体300的作用下可牢牢固定于楼板主体100的固定通孔101内，从而将加固板201与所述楼板主体100牢固粘结在一起；同时，当加固板201与楼板主体100承受水平作用力时，作为抗剪连接件210的栓钉2101可以承受一定的水平力，从而可以有效抵抗剪切，避免加固板201与楼板主体100二者之间出现相对滑移甚至分离脱落。
参考图2和图3，在实施例一中，每块所述加固板201上的所述栓钉2101设有多个，且多个所述栓钉2101分别置入所述楼板主体100上的多个与所述栓钉2101位置对应的所述固定通孔101中。加固板201通过多个栓钉2101固定于楼板主体100表面，数量较多的栓钉2101可提供较大的锚固连接力，能够较大程度地抵抗水平剪切，协调变形的能力更强，从而保证了加固体200与楼板主体100相连接的稳定性和安全性。
优选的，为了达到较好的锚固连接效果，所采用的栓钉2101长度应为楼板主体100厚度的70％-80％。为了方便安装栓钉2101和尽量多的填充粘结体300，固定通孔101的孔径大于所述栓钉2101最大截面部位的直径40mm-60mm。
参考图3和图5，抗剪连接件210进一步还包括螺旋箍筋2102，所述螺旋箍筋2102套设于所述栓钉2101上。螺旋箍筋2102可以起到约束栓钉2101周围粘结体300的作用，使栓钉2101和粘结体300形成整体连接结构，防止粘结体300过早发生破坏而使栓钉2101产生滑移，从而可以保证加固体200与楼板主体100相连接的可靠性。优选的，螺旋箍筋2102的直径大于所述栓钉2101最大截面部位的直径10mm-20mm，螺旋箍筋2102的长度为4mm。
当然，在其他一些实施例中，抗剪连接件210可更换为其他的抗剪连接件210，如短槽钢、弯筋连接件等，此处不作限制。
实施例一中的粘结体300为混凝土。具体的，混凝土为细石混凝土，细石混凝土可以提供较强的粘结力。
具体的施工方法如下：
(1)参考图2和图3，凿除楼板主体100上表面混凝土保护层形成方形的定位沉孔102，开凿的定位沉孔102的宽度大于加强筋网103中的相邻钢筋之间的间距，定位沉孔102的深度与从楼板主体100上表面至加强筋网103表面的距离相等，以暴露楼板主体100上层的加强筋网103；开凿露出加强筋网103后，在加强筋网103的排布空隙处确定打固定通孔101的位置，使用打孔设备如钻孔仪在定位沉孔102中开设固定通孔101，开设的定位沉孔102有利于固定沉孔101的快速定位，提升了施工效率，也避免了开设定位沉孔102时破坏加强筋网103。
(2)参考图5，对应固定通孔101的分布位置将栓钉2101焊接在各个加固板201的表面，承托起加固板201，对应所述楼板主体100上固定通孔101的位置将栓钉2101从下方一一对应插入固定通孔101内，使得加固板201紧贴布置于所述楼板主体100的下表面。多个加固板201分别安装完成后，将螺旋箍筋2102嵌套安装在栓钉2101上。
(3)由于楼板本体100在加固前本身具有一定的挠度变形，因此在安装加固板201后需顶升加固板201和楼板本体100，使楼板本体100恢复至初始施工完成时的平整状态，与此同时使加固板201部分向上预弯，达到为纵横交叉布置的多个加固板201预加应力的目的。
(4)加固板201安装完成后，从所述楼板主体100的上方向定位沉孔102和固定通孔101中浇筑细石混凝土，直至与楼板主体100的表面齐平，混凝土凝固后多个加固板201和楼板主体100形成受力整体。
本实施例从下方安装加固板201，设于楼板主体100下表面的加固板201一方面可以承担楼板的载荷和对楼板加固；另一方面，纵横向设置的加固板201在浇筑作为粘结体300的混凝土时还可以防止粘结体300从楼板主体100的下表面掉落，从而兼具有混凝土模板的作用。
实施例二
如图6所示的实施例二中，固定孔为设于所述楼板主体100'的安装侧面的固定沉孔101'，所述抗剪连接件210'置入所述固定沉孔101'中，从而使得所述加固体200'固定于所述安装侧面。
需要说明的是，实施例二的安装侧面既可以是楼板主体100'的中跨110'的上表面，也可以是楼板主体100'的边跨120'的外侧面。
为了便于理解，实施例二所用到的加固体200'、抗剪连接件210'和粘结体300'与实施例一一致。接下来以在楼板主体100'的中跨110'的上表面施工为例，描述具体施工方法如下：
(1)凿除楼板主体100'的上表面表层的混凝土以形成方形的定位沉孔102'，开凿的定位沉孔102'的宽度大于加强筋网中的相邻钢筋之间的间距，定位沉孔102'的深度与从楼板主体100'上表面至加强筋网表面的距离相等，以暴露楼板主体100'上层的加强筋网；开凿露出加强筋网后，在加强筋网的排布空隙处确定打固定沉孔101'的位置，使用打孔设备如钻孔仪在定位沉孔102'中进一步钻设固定沉孔101'，开设的定位沉孔102'有利于固定沉孔101'的快速定位，提升了施工效率，也避免了开设定位沉孔102'时破坏加强筋网。
(2)对应固定沉孔101'的分布位置将栓钉2101'焊接在各个加固板201'的表面；将螺旋箍筋2102'置入各个固定沉孔101'内，再从所述楼板主体100'的上方向固定沉孔101'中浇筑粘结体300'如细石混凝土。
(3)如图6，将加固板201'表面的栓钉2101'朝向中跨110'的上表面，对应各个固定沉孔101'的位置将栓钉2101'一一从螺旋箍筋2102'中穿过并插入固定沉孔101'中，使得各个加固板201'分别紧贴楼板主体100'的上表面。
(4)由于楼板本体在加固前本身具有一定的挠度变形，因此在安装加固板201'后顶升楼板主体100'，使楼板本体恢复至初始施工完成时的平整状态并使加固板201'部分向上预弯，从而为加固板201'预加应力；固定沉孔101'中的混凝土凝固后各个加固板201'和楼板主体100'形成受力整体。
本实施例中，作为加固体200'的各个加固板201'贴合楼板主体100'后可以承担楼板的载荷和对楼板主体100'进行加固，尤其是当加固板201'布置在楼板主体100'中跨110'的上表面时，位于楼板主体100'四角的加固板201'可以承受下坠时楼板主体100'四角处产生的负弯矩。本实施例对楼板主体100'打孔时不会打穿楼板，从而尽量不破坏楼板、保证了楼板主体100'的结构完整性；施工时先在固定沉孔101'内浇筑混凝土再直接覆盖安装加固体200'，操作方便，不需要从下方承托加固体200'；相较于采用通孔，注入固定沉孔101'内的混凝土不会穿过楼板主体100'向下滴落，从而在施工时可以保证地面整洁。
实施例二的安装侧面主要是楼板主体100'的中跨110'的上表面。在其他实施例中，如图7所示，还可以包括楼板主体100'的边跨120'的外侧面，此时，加固体200'共同覆盖于楼板主体100'的中跨110'的上表面和边跨120'的外侧面，从而利用本实施例的方法可以同时对楼板主体100'的中跨110'和边跨120'进行加固，更好地承担楼板主体100'的载荷和对楼板主体100'进行加固，同时对楼板主体100'下坠时产生的负弯矩的承载能力更强。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，包括：
在楼板主体表面开设固定孔；
将抗剪连接件安装于加固体，并将所述抗剪连接件置入所述固定孔，从而使所述加固体固定于所述楼板主体的表面；
顶升所述楼板主体使其恢复至初始变形状态；
在所述固定孔的孔壁与所述抗剪连接件之间的空隙中填充粘结体，从而将所述加固体与所述楼板主体固定连接。
2.根据权利要求1所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，
所述固定孔为贯穿所述楼板主体两侧表面的固定通孔，所述抗剪连接件从所述楼板主体的下方置入所述固定通孔，从而使得所述加固体固定于所述楼板主体的下表面。
3.根据权利要求1所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，
所述固定孔为设于所述楼板主体的安装侧面的固定沉孔，所述抗剪连接件置入所述固定沉孔，从而使得所述加固体固定于所述安装侧面。
4.根据权利要求3所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述安装侧面包括所述楼板主体的中跨的上表面，以及所述楼板主体的边跨的外侧面。
5.根据权利要求1所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述加固体包括多个加固板，所述多个加固板纵横交叉布置于所述楼板主体表面的中间部位。
6.根据权利要求5所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述抗剪连接件包括设于所述加固体表面的栓钉。
7.根据权利要求6所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述抗剪连接件还包括螺旋箍筋，所述螺旋箍筋套设于所述栓钉上。
8.根据权利要求6所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述栓钉的长度为所述楼板主体的厚度的70％-80％。
9.根据权利要求6所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，每块所述加固板上的所述栓钉设有多个，且多个所述栓钉分别置入所述楼板主体表面的多个与所述栓钉位置对应的所述固定孔中。
10.根据权利要求6所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述固定孔的孔径大于所述栓钉的最大截面部位的直径40mm-60mm。
11.根据权利要求1所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述粘结体包括混凝土。
12.根据权利要求1所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述在楼板主体表面开设固定孔的步骤，包括：在楼板主体表面开设定位沉孔以暴露所述楼板主体内部的加强筋网；以及
在所述加强筋网的空隙中开设所述固定孔。
13.根据权利要求12所述的抗弯加固楼板结构的施工方法，其特征在于，所述定位沉孔的宽度大于所述加强筋网的孔径，所述定位沉孔的深度与从所述楼板主体的上表面至所述加强筋网上表面的距离相等。
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