CN206503378U - 新增挑梁施工结构 - Google Patents

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黄竟强
陈静
董世海
刘雨
彭丹
刘德英
刘丹
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Abstract

本实用新型涉及一种新增挑梁施工结构。本实用新型包括框架梁、框架柱、挑梁,框架梁和框架柱均为混凝土结构,框架梁设置有梁外包钢,框架柱设置有柱外包钢,梁外包钢与柱外包钢固定连接,柱外包钢外侧固定连接有钢锚板,钢锚板上开设有植筋孔,并采用高强螺栓植筋和对拉的方式将钢锚板与框架柱固定,挑梁与钢锚板固定连接,挑梁底部通过斜支撑与柱外包钢固定连接。另外,还可设置钢拉索进一步加固。本实用新型由外包型钢桁架、水平植筋、钢锚板、挑梁、斜支撑、钢拉索组成的超静定结构系统,该系统各构件相互连接共同受力,组成多道承载防线,解决了新增挑梁结构的多种矛盾。

Description

新増挑梁施工结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种新增挑梁施工结构,适用于既有建筑的加建、改造工程。
背景技术
[0002] 我国自上世纪70年代改革开放后,各种房屋建筑以及城市设施数量急剧增加,其 中建国初期建造的大量工业与民用建筑服役时间较长,旧的结构设计在功能上不能满足当 前使用的需求,建筑改造扩建行业迅速发展。特别是旧城维修加固、改造升级几乎成了各 大、中城市的共同课题。
[0003] 既有建筑物由于建筑平面使用功能改变而引起的工程改造,如增加电梯、扶梯、补 接结构局部时经常会遇到增设挑梁的处理方式。现行加固改造规范内容仅限于对强度和变 形不满足要求的既有构件的补强加固方法,而对平面改造补接梁情况则无明确规定。通常 补接超静定结构构件比较容易,而补接柱外挑梁等静定结构难度较大。因为它没有内力调 整重新分布,挑梁主筋锚固不牢,新旧构件混凝土共同工作不理想,使新增挑梁构件开裂, 界面脱离,不满足正常使用要求,甚至破坏。
[0004] 目前,建造加固改造行业还没有一种广泛认可的增设挑梁工艺,特别是大跨度、重 荷载挑梁结构。由于上述问题的存在,建筑师在设计时往往通过其他措施回避新增挑梁建 造,导致既有建筑改建升级受到制约。在当前环保节能的背景下,研究可靠的新增挑梁工 艺,增加既有建筑的功能寿命,具有较高的社会和经济价值。
[0005] 植筋技术是近年来新兴的一种既有建筑的加建技术,通过植筋胶将钢筋植入已建 建筑物的结构内,使新植入钢筋与既有结构充分锚固,从而使新建构件与既有结构得以稳 固连接。目前,新增挑梁结构多采用后锚固植筋技术与原有结构进行连接。大跨度挑梁根部 的弯矩和剪力较大,挑梁端部成为最危险的截面。而植筋工艺抗剪性能较差,这是目前植筋 难以克服的问题。
[0006] 新增挑梁与既有建筑框架柱相接补位,也是原结构受力复杂的重要节点,钢筋密 集,应尽量减少植筋数量,避免植筋施工对原有结构的破坏。此外,增加悬挑梁后,新增荷载 引起相邻柱、梁承载力不足,需确保原有结构体系承载力满足要求。大跨度悬挑梁为静定结 构,特别是加建结构,仅采用植筋技术安全隐患极大,必须采用具有多重设防的建造工艺, 才能确保结构的可靠度满足要求。 实用新型内容
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种结构可靠度高的新增挑梁施工结 构。
[0008] 为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是:新增挑梁施工结构,包括 框架梁、框架柱、挑梁,框架梁和框架柱均为混凝土结构,框架梁设置有梁外包钢,框架柱设 置有柱外包钢,梁外包钢与柱外包钢固定连接,柱外包钢外侧固定连接有钢锚板,钢锚板上 开设有植筋孔,并采用高强螺栓植筋和对拉的方式将钢锚板与框架柱固定,挑梁与钢锚板 固定连接,挑梁底部通过斜支撑与柱外包钢固定连接。
[0009] 进一步的是:柱外包钢外侧在钢锚板下方固定连接地设有第二钢锚板,第二钢锚 板上开设有植筋孔,并采用高强螺栓植筋和对拉的方式将第二钢锚板与框架柱固定,斜支 撑底部与第二钢锚板固定连接,斜支撑顶部连接于挑梁长度方向的中部位置。
[0010] 进一步的是:相邻两件挑梁的端部之间通过边梁连接,相邻两件挑梁的中部位置 之间通过次梁连接。
[0011] 进一步的是:挑梁上固定设置有拉索,拉索的另一端固定于框架梁或框架柱。
[0012] 进一步的是:挑梁为工字钢挑梁,工字钢挑梁的同侧两翼板之间设置有竖向加劲 肋,腹板两侧设置有横向加劲肋。
[0013] 进一步的是:梁外包钢与柱外包钢在连接节点通过斜扁钢连接。
[0014] 进一步的是:挑梁顶面浇筑混凝土面板,挑梁顶面具有用于连接混凝土面板的预 留栓钉。
[0015] 本实用新型的有益效果是:由外包型钢桁架、水平植筋、钢锚板、挑梁、斜支撑、拉 索组成的超静定结构系统,该系统各构件相互连接共同受力,组成多道承载防线,解决了新 增挑梁结构的多种矛盾,主要优点如下:
[0016] 1)新增挑梁根部剪力可靠的传递至既有结构;
[0017] 2)避免植筋受到剪力,影响可靠性;
[0018] 3)减小截面根部弯矩,避免复杂应力条件;
[0019] 4)挑梁具有较好的抗震性能;
[0020] 5)既有结构在增加挑梁部分荷载后保持原有可靠度不降低;
[0021] 6)挑梁施工尽量减少对原结构的破坏;
[0022] 7)施工方法成熟易行,便于操作,施工速度快;
[0023] 8)造价合理。
附图说明
[0024]图1是原有建筑平面示意图;
[0025] 图2是框架外包钢施工的平面图;
[0026] 图3是框架外包钢施工的立面图;
[0027] 图4是框架梁的边梁包钢截面图;
[0028]图5是框架梁的中梁包钢截面图;
[0029]图6是框架柱的包钢截面图;
[0030]图7是钢锚板的施工示意图;
[0031]图8是钢锚板与工字钢挑梁的焊接示意图;
[0032]图9是植筋施工示意图;
[0033]图10是挑梁施工大样图;
[0034]图11是斜支撑底部与第二钢锚板连接示意图;
[0035]图12是斜支撑施工平面图;
[0036]图13是边梁、次梁、拉索施工平面图;
[0037]图中标记:1-框架梁、2-框架柱、3-梁外包钢、4-柱外包钢、5-挑梁、6-钢锚板、7-第 二钢锚板、8-边梁、9-次梁、10-拉索、11-竖向加劲肋、12-横向加劲肋、13-斜扁钢、14-混凝 土面板、15-封头板、16-拟加建区域、17-梁顶受力角钢、18-梁顶缀板、19-梁顶受力扁钢、 20-梁侧螺丝端杆、21-梁底受力角钢、22-梁底缀板、23-梁侧缀板、24-柱受力角钢、25-箍 板、26-斜支撑、27-预留栓钉、28-高强螺栓植筋入梁、29-高强螺栓两端对拉、30-固定螺母、 31-柱包钢钢筋。
具体实施方式
[0038]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0039]如图1〜图13所示,本实用新型包括框架梁1、框架柱2、挑梁5,框架梁1和框架柱2 均为混凝土结构,框架梁1设置有梁外包钢3,框架柱2设置有柱外包钢4,梁外包钢3与柱外 包钢4固定连接,柱外包钢4外侧固定连接有钢锚板6,钢锚板6上开设有植筋孔,并采用高强 螺栓植筋和对拉的方式将钢锚板6与框架柱2固定,挑梁5与钢锚板6固定连接,挑梁5底部通 过斜支撑26与柱外包钢4固定连接。梁外包钢3与柱外包钢4的连接、柱外包钢4与钢锚板6 的连接、斜支撑26两端的连接结构均优选采用焊接。钢锚板6还可先通过结构胶粘贴后再焊 接。
[0040] 斜支撑26优选连接方式为:柱外包钢4外侧在钢锚板6下方固定连接地设有第二钢 锚板7,第二钢锚板7上开设有植筋孔,并采用高强螺栓植筋和对拉的方式将第二钢锚板7 与框架柱2固定,斜支撑26底部与第二钢锚板7固定连接,斜支撑26顶部连接于挑梁5长度方 向的中部位置。斜支撑26优选为钢管结构,顶部通过封头板15与挑梁5固定连接。
[0041] 为提高结构可靠性,相邻两件挑梁5的端部之间通过边梁8连接,相邻两件挑梁5的 中部位置之间通过次梁9连接。挑梁5上固定设置有拉索10,拉索10的另一端固定于框架梁1 或框架柱2。拉索10优选采用钢拉索。
[0042] 挑梁5可采用钢筋混凝土结构,也可采用钢结构。本实施例中,挑梁5采用工字钢挑 梁,为提高强度,工字钢挑梁的同侧两翼板之间设置有竖向加劲肋11,腹板两侧设置有横向 加劲肋12。
[0043]另外,梁外包钢3与柱外包钢4在连接节点可增设斜扁钢13连接。挑梁5顶面浇筑混 凝土面板14,挑梁5顶面具有用于连接混凝土面板14的预留栓钉27。
[0044] 优选实施例的实施步骤如下:
[0045] 一、如图1所示,既有建筑主要由框架柱2和框架梁1组成,拟在既有建筑外侧进行 加建,由于地面已有建筑的限制,采用新增悬挑梁的方式进行改建。
[0046]二、如图2〜图6所示,由于加建挑梁后原有建筑框架承载力不足,采用当前较为成 熟的外包钢法对本层与新增挑梁相关的框架柱2和框架梁1进行加固。
[0047] 三、如图6、图9所示,对框架柱2进行外包钢加固。柱外包钢4一般由四个柱受力角 钢24、以及柱受力角钢24之间的箍板25组成,而在梁区可设置柱包钢钢筋31代箍筋。
[0048] 四、如图3〜图5所示,对框架梁1进行外包钢加固。与普通的梁外包钢不同的是,梁 顶面与底面型钢通过柱节点上下的角钢套箍与新增的柱外包钢4连接,另外还可设置斜扁 钢13,从而使梁外包钢3与柱外包钢4有效连接。
[0049]五、如图7所示,钢锚板6与柱受力角钢24进行焊接连接,可采用熔透坡口焊,挑梁5 端部剪力传递过钢锚板6,再由钢锚板6传递给柱外的柱外包钢4,从而减小了对原有框架柱 承载力的要求。
[00S0]六、如图8所示,本实施例挑梁5采用工字钢挑梁,将其与钢锚板6焊接。
[0051]七、如图9、图10所示,采用高强螺栓植筋和对拉的方式将钢锚板6与框架柱2固定, 当新增挑梁另一侧无梁或梁与柱一侧平齐,导致植筋深度不足时,采用另一侧螺母固定的 方式。
[0052]八、如图10〜图12所示,水平挑梁初步固定后,搭设钢管制作的斜支撑26,斜支撑 26顶面通过封头板15与水平挑梁焊接固定;底面与第二钢锚板7固定。第二钢锚板7同样与 柱受力角钢24焊接,同时植筋固定在柱内。搭设斜支撑26后,框架柱2、挑梁5、斜支撑26组 成三脚架体系,从而大大优化了内力分布。斜支撑26支设在挑梁5中间位置,从而大大减小 了梁端弯矩和剪力,植筋主要承担拉力,避免了承担较大剪力。斜支撑26将内力传至下层, 形成多道防线承担挑梁荷载。
[0053]九、如图10、图13所示,在斜支撑26支顶的位置设置纵向次梁9,挑梁5边缘设置边 梁8,本实施例中边梁8、次梁9同样采用钢结构。工字钢挑梁的同侧两翼板之间设置有竖向 加劲肋11,腹板两侧设置有横向加劲肋12。在横向加劲肋12钻孔,拉索10绕过后固定于包钢 后的框架梁或框架柱,以共同承担挑梁对框架柱产生的水平拉力。拉索10连接于框架柱可 直接焊接锚固,连接于框架梁可设置钢垫板对穿锚固。最后在挑梁5及次梁9上浇筑混凝土 面板14,混凝土面板14与挑梁5通过预留栓钉27固定。所有锚杆外漏端头采用水泥砂浆包 裹,对火灾和腐蚀进行防护。至此,新增挑梁结构体系施工完毕,该实用新型结构体系,工法 成熟,易于操作,安全可靠,由于采用预制钢构件,施工速度较快。
[OOM]本实用新型可形成一套完整的结构体系,适用范围广,承载力能力大,可靠性高, 尤其对于大垮重载挑梁,采用普通方式往往难以满足抗震和承载力要求。本实用新型基于 框架包钢加固的基础上,对原结构破坏小,施工后,原结构体系承载能力得到增强。本实用 新型结构具有多道抗震防线,在地震作用下,框架外包钢桁架、斜支撑、植筋、钢拉索协同受 力,其一失效后,其他构件扔可保证挑梁不发严重破坏,安全性更高。本实用新型植筋主要 承担拉力,避免了后植锚栓承担剪力,避免结构胶在剪力作用下发生失效,可以更好的利用 材料性能,植筋数量大幅减小。本实用新型采用预制钢构件,施工速度较快。

Claims (7)

1.新增挑梁施工结构,包括框架梁(1)、框架柱(2)、挑梁(5),框架梁⑴和框架柱⑵均 为混凝土结构,框架梁(1)设置有梁外包钢(3),框架柱(2)设置有柱外包钢(4),其特征在 于:梁外包钢⑶与柱外包钢⑷固定连接,柱外包钢⑷外侧固定连接有钢锚板(6),钢锚板 ⑹上开设有植筋孔,并采用高强螺栓植筋和对拉的方式将钢锚板(6)与框架柱(2)固定,挑 梁⑸与钢锚板⑹固定连接,挑梁⑸底部通过斜支撑(26)与柱外包钢⑷固定连接。
2. 如权利要求1所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:柱外包钢(4)外侧在钢锚板(6) 下方固定连接地设有第二钢锚板(7),第二钢锚板(7)上开设有植筋孔,并采用高强螺栓植 筋和对拉的方式将第二钢锚板(7)与框架柱(2)固定,斜支撑(26)底部与第二钢锚板(7)固 定连接,斜支撑(26)顶部连接于挑梁(5)长度方向的中部位置。
3. 如权利要求1所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:相邻两件挑梁(5)的端部之间 通过边梁¢)连接,相邻两件挑梁(5)的中部位置之间通过次梁(9)连接。
4. 如权利要求1所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:挑梁(5)上固定设置有拉索 (10),拉索(1〇)的另一端固定于框架梁⑴或框架柱(2)。
5. 如权利要求1〜4中任意一项所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:挑梁(5)为工字 钢挑梁,工字钢挑梁的同侧两翼板之间设置有竖向加劲肋(11),腹板两侧设置有横向加劲 肋(12)。
6. 如权利要求1〜4中任意一项所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:梁外包钢(3)与 柱外包钢⑷在连接节点通过斜扁钢(13)连接。
7. 如权利要求1〜4中任意一项所述的新增挑梁施工结构,其特征在于:挑梁(5)顶面浇 筑混凝土面板(14),挑梁(5)顶面具有用于连接混凝土面板(14)的预留栓钉(27)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108978996A (zh) * 2018-09-20 2018-12-11 山东建筑大学 一种在既有砖混结构中增加的挑梁及其施工方法

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