CN204001813U - 一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构 - Google Patents

Abstract

一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，包括原混凝土楼板或屋面板本体(4)，其特征在于，所述原混凝土楼板或屋面板本体(4)的上表面设为毛表面(3)，所述毛表面上均布用于植入剪切-摩擦筋的植入孔，所述毛表面上方设置新钢筋混凝土层(2)；并通过所述植入孔植入的剪切-摩擦筋(6)加强新钢筋混凝土层(2)与原钢筋混凝土楼板或屋面板(4)的整体性。本实用新型是在原有楼板结构的顶部新浇筑一层钢筋混凝土与原有楼板形成整体，以增大楼板的截面高度，从而达到降低板底受拉钢筋拉应力的等效加固效果。本实用新型能在不影响楼板下房间装修和正常使用的前提下等效增加板底的抗弯刚度，提高楼板的承载能力。

Description

一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构

技术领域

本实用新型涉及既有建筑物加固改建中，楼板底面抗弯承载力不足的加固，属于建筑工程领域。

背景技术

既有建筑物由于设计、使用等原因改变楼面荷载，按照原结构荷载计算得出的楼板底部钢筋量已不能满足承载力的要求。为了解决这个问题，应使用可靠的加固方法增加楼板的承载能力。

现有的楼板底面加固技术常用的有粘贴钢板和粘贴碳纤维布加固两种，运用最广泛的是粘贴碳纤维布加固。粘钢加固法是在需加固的板底粘贴钢板，并用结构胶和螺栓进行可靠的锚固的方法。粘贴碳纤维布加固法是在需加固的板底，运用配套的结构胶进行粘贴的一种加固方法。粘贴碳纤维布加固法具有施工成本低，工艺简易，施工难度小等优点。这两种方法在加固施工时都需要拆除楼板下部房间装修层，也会影响到楼板下部建筑的正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是，针对目前传统的粘贴钢板和粘贴碳纤维加固板底方法不能满足建设单位相应的使用要求，提供一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，该结构不拆除板底房间装修和不影响楼板下部房间正常使用。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，包括原混凝土楼板或屋面板本体，其结构特点在于，所述原混凝土楼板或屋面板本体的上表面设为毛表面，所述毛表面上均布用于植入剪切-摩擦筋的植入孔，所述毛表面上方设置新钢筋混凝土层；并通过所述植入孔植入的剪切-摩擦筋加强新钢筋混凝土层与原钢筋混凝土楼板或屋面板的整体性。

本实用新型结构特点还在于：所述新钢筋混凝土层的厚度h₁满足如下公式：

$h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{A_s{f}_y}{2b{f}_c}$

式中，a_S——板底钢筋中心位置距板下表面距离；

h——原混凝土楼板或屋面板厚度；

h₀＝——板底钢筋中心位置距原混凝土板或屋面板上表面距离；

h₀＝h-a_S；

f_c——混凝土受压强度设计值；

M——弯矩设计值；

b——板的宽度，计算时可取单位宽度的板带进行计算；

x——相对受压区高度；

A_S——板底受拉钢筋截面积；

f_y——钢筋抗拉强度设计值。

另外需要保证新钢筋混凝土层的自重荷载小于钢筋混凝土楼板或屋面板横截面高度增加所带来的承载力的增量。

本实用新型结构具体施工方法如下：

首先，将原结构楼板上层饰面拆除，露出楼板结构，顶面凿毛，使结构中结构层混凝土露出并清理干净，然后润湿楼面。其目的是使新加层与原结构层具有更好的整体性能。

其次，按照增大截面后的楼板高度计算顶面配筋，布设钢筋网。短跨向配筋不小于φ8200(即每间隔200mm配一根直径8mm的一级钢筋，下同)，长跨向配筋不小于φ6200。

最后，使用比原结构楼面高一个等级的细石混凝土浇捣密实，并加强养护，待达到设计强度后方可继续使用。

新加层的厚度宜在30～50mm之间，新加混凝土层过厚会使楼面荷载增幅过大，影响加固效果；板底弯矩仍由原楼板板底钢筋承担。若加固的为多跨连续板，对阻断钢筋连续性的墙和梁钻孔，使所配钢筋能够连续贯通。对于剪力墙结构和不适宜在墙上钻孔的结构，可以预先在支座处使用高强螺栓锚固角钢，伸至支座处的钢筋与角钢焊接。高强螺栓应采用等代方法计算，等效替代穿墙钢筋。

新增混凝土层厚度按如下公式推导得到：

Σx＝0；f_cbx＝A_sf_y (1)

$\mathrm{\ΣM}=0;M=A_s{f}_y(h_0+h_1-\frac{x}{2});---\left(2\right)$

$x=\frac{A_s{f}_y}{b{f}_c};h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{x}{2};$

因此， $h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{A_s{f}_y}{2b{f}_c}$

式中：h₁——新增的混凝土层的厚度；

a_S——板底钢筋中心位置距板下表面距离

h——原混凝土楼板或屋面板厚度

h₀＝——板底钢筋中心位置距原混凝土板或屋面板上表面距离；

h₀＝h-a_S；f_c——混凝土受压强度设计值；

M——弯矩设计值；

b——板的宽度，计算时可取单位宽度的板带进行计算；

x——相对受压区高度；

A_S——板底受拉钢筋截面积；

f_y——钢筋抗拉强度设计值；

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型结构能在不影响楼板下房间装修和正常使用的前提下等效增加板底的抗弯刚度，提高楼板的承载能力。并且采用增大截面法加固的楼板整体性能较现有其他加固方法而言更好。

附图说明

图1、图2是本实用新型新增混凝土层厚度推导公式图。

图3是本实用新型剖面图。

图4为本实用新型采用植筋结构时的剖面图。

图5为本实用新型植筋布置图。

图中标号：1为墙体，2为新增钢筋混凝土层，3为毛表面，4为原混凝土楼板或屋面板本体，5为负筋穿墙时钻孔，6为剪切-摩擦筋。

以下结合附图通过具体实施方式对本实用新型技术方案做进一步解释说明。

具体实施方式

如图所示，既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，包括原混凝土楼板或屋面板本体4，原混凝土楼板或屋面板本体的上表面设为毛表面3，毛表面上均布用于植入剪切-摩擦筋的植入孔，在毛表面上方设置新钢筋混凝土层2。并通过植入孔植入的剪切-摩擦筋6加强新钢筋混凝土层2与原钢筋混凝土楼板或屋面板4的整体性。

本实用新型加固结构具体施工方法介绍如下：

(1)确定新增混凝土厚度

按如下公式推导得到：

Σx＝0；f_cbx＝A_sf_y (1)

$\mathrm{\ΣM}=0;M=A_s{f}_y(h_0+h_1-\frac{x}{2});---\left(2\right)$

$x=\frac{A_s{f}_y}{b{f}_c};h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{x}{2};$

因此， $h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{A_s{f}_y}{2b{f}_c}$

式中：h₁——新增的混凝土层的厚度；

a_S——板底钢筋中心位置距板下表面距离

h——原混凝土楼板或屋面板厚度

h₀＝——板底钢筋中心位置距原混凝土板或屋面板上表面距离；

h₀＝h-a_S；f_c——混凝土受压强度设计值；

M——弯矩设计值；

b——板的宽度，计算时可取单位宽度的板带进行计算；

x——相对受压区高度；

A_S——板底受拉钢筋截面积；

f_y——钢筋抗拉强度设计值。

例：某现浇板厚度为h＝80mm，板底受拉钢筋为φ8150，混凝土强度等级为C20，加固后需要承担弯矩设计值为M＝636kN·m/m，求解需要增加的板厚h₁

解：查得f_c＝11N/mm²，f_y＝210N/mm²。

取b＝1000mm的板带为计算单元，A_s＝335mm²，a_s＝20mm，h₀＝h-a_s＝60mm。

$\begin{array}{c}{h}_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{A_s{f}_y}{2b{f}_c}\\ =6.36\×{10}^6\÷(335\×210)-60+335\×210\÷(2\×1000\×11)\\ =33.6\mathrm{mm}\end{array}$

取整得35mm，即需要增加的板厚为35mm。

(2)对于屋面板，凿除柔性防水层、细石混凝土保温层，露出混凝土板；对于楼面板，凿除楼层上饰面，露出下部混凝土板；

(3)顶部凿毛：使结构中混凝土露出并清理干净，然后润湿楼面，清洗干净；

(4)结合面涂刷界面剂。浇筑混凝土前，在旧混凝土结合面上涂刷一层界面剂，或用水泥净浆涂刷，以加强新、旧混凝土粘结强度。

(5)布设钢筋网，浇筑与原楼板混凝土等级相同或高一等级标号的细石混凝土层；其厚度按步骤(1)计算确定；以保证新钢筋混凝土层的自重荷载小于钢筋混凝土楼板或屋面板横截面高度增加所带来的承载力的增量。

(5)做好后期养护工作。

新增钢筋混凝土层的厚度宜在30～50mm之间，新加混凝土层过厚会使楼面荷载增幅过大，影响加固效果。板底弯矩仍由原楼板板底钢筋承担。若加固的为多跨连续板，对阻断钢筋连续性的墙体1和梁钻孔，使所配钢筋能够连续贯通。对于剪力墙结构和不适宜在墙上钻孔的结构，可以预先在支座处使用高强螺栓锚固角钢，伸至支座处的钢筋与角钢焊接。高强螺栓应采用等代方法计算，等效替代穿墙钢筋。

图3为采用植筋做法时的剖面图，当新增混凝土层厚度较大需要加强与原楼板的整体性能时，在原楼板顶部植入剪切-摩擦筋。增强新加层与原楼板的整体性能。

植筋布置如图5所示，黑点表示植入的剪切-摩擦筋6，呈梅花形布置。植入的剪切-摩擦筋一般选用φ6400～600mm。其余构造做法与上述相同。

Claims (2)

1.一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，包括原混凝土楼板或屋面板本体(4)，其特征在于，所述原混凝土楼板或屋面板本体(4)的上表面设为毛表面(3)，所述毛表面上均布用于植入剪切-摩擦筋的植入孔，所述毛表面上方设置新钢筋混凝土层(2)；并通过所述植入孔植入的剪切-摩擦筋(6)加强新钢筋混凝土层(2)与原钢筋混凝土楼板或屋面板(4)的整体性。

2.根据权利要求1所述的一种既有钢筋混凝土楼板或屋面板加固结构，其特征在于，所述新钢筋混凝土层的厚度h₁满足如下公式：

$h_1=\frac{M}{A_s{f}_y}-h_0+\frac{A_s{f}_y}{2b{f}_c}$

式中，a_S——板底钢筋中心位置距板下表面距离；

h——原混凝土楼板或屋面板厚度；

h₀＝——板底钢筋中心位置距原混凝土板或屋面板上表面距离；

h₀＝h-a_S；

f_c——混凝土受压强度设计值；

M——弯矩设计值；

b——板的宽度，计算时可取单位宽度的板带进行计算；

x——相对受压区高度；

A_S——板底受拉钢筋截面积；

f_y——钢筋抗拉强度设计值。