CN212129619U

CN212129619U - 一种装配式楼板加固结构

Info

Publication number: CN212129619U
Application number: CN202020122006.7U
Authority: CN
Inventors: 张振涛
Original assignee: China Northeast Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: China Northeast Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2030-01-19

Abstract

本实用新型涉及一种装配式楼板加固结构。该加固结构包括预制混凝土板、压抹在所述预制混凝土板上的高延性混凝土层以及多条平行的桁架结构，所述桁架结构的上半部分位于所述高延性混凝土层内，所述桁架结构的下半部分位于所述预制混凝土板内，所述桁架结构的上弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋一，所述桁架结构的下弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋二，所述横向固定筋一和所述横向固定筋二与安装在混凝土柱内的承压钢板相连；所述预制混凝土板底部两端分别与角钢的一边连接，所述角钢的另一边和所述混凝土柱连接；所述预制混凝土板内设有钢筋网，所述钢筋网与所述横向固定筋二连接成一体。

Description

一种装配式楼板加固结构

技术领域

本实用新型涉及建筑加固技术领域，具体涉及一种装配式楼板加固结构。

背景技术

对于复杂结构的楼体、常年失修以及一些自建房而言，高效的楼板加固能够满足整体房屋的安全性和耐久性，同时面对突发灾害，比如地震，房屋的抗震等级也会大幅度提高，因此，高效先进的楼板加固技术很重要。现有楼板加固方法多采用钢梁进行简单加固，这种加固方式结构单一，并且力学性能较差，加固质量不高，如果用在化工、环保等领域的厂房楼板上，这种单一加固结构也会长期暴露在化学物质的腐蚀环境中，钢筋极易发生锈蚀，甚至断裂，加固效果更是不尽如人意。此外，加固后结构和加固前结构共同承载也是工程人员面临的一大难题。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种装配式楼板加固结构。本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供一种装配式楼板加固结构，包括预制混凝土板、压抹在所述预制混凝土板上的高延性混凝土层以及多条平行的桁架结构，所述桁架结构的上半部分位于所述高延性混凝土层内，所述桁架结构的下半部分位于所述预制混凝土板内，所述桁架结构的上弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋一，所述桁架结构的下弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋二，所述横向固定筋一和所述横向固定筋二与安装在混凝土柱内的承压钢板相连；所述预制混凝土板底部两端分别与角钢的一边连接，所述角钢的另一边和所述混凝土柱连接；所述预制混凝土板内设有钢筋网，所述钢筋网与所述横向固定筋二连接成一体。

进一步的，所述角钢上焊接有加固块。

进一步的，所述承压钢板与所述混凝土柱内的主筋焊接成一体。

进一步的，所述承压钢板的厚度为15～20mm。

优选的，所述高延性混凝土层的短跨距受力方向平行设有CFRP片材，沿长跨距方向垂直于所述CFRP片材平行设置碳纤维布压条，所述碳纤维布压条的外表面设置防腐层。

进一步的，所述加固结构还包括拱桥形预应力钢结构，所述拱桥形预应力钢结构顶部与所述预制混凝土板底部相切，所述拱桥形预应力钢结构的两端设有脚架，所述脚架安装在所述混凝土柱内；所述拱桥形预应力钢结构顶部设有U 型螺栓，所述U型螺栓从所述拱桥形预应力钢结构顶部底端穿透并贯穿所述预制混凝土板和所述高延性混凝土层至所述防腐层，在所述防腐层的顶部通过螺母固定。

优选的，所述拱桥形预应力钢结构内侧设有倒‘T’形钢条，所述倒‘T’形钢条与所述拱桥形预应力钢结构的主筋焊接成一体。

上述装配式楼板加固的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，将钢筋网通过水泥与板体浇灌为一体得到预制混凝土板；

步骤二，在所述预制混凝土板内钻设与桁架结构下半部分相匹配的槽孔以及横向固定筋二的通孔，将桁架结构先放入，然后插入横向固定筋二，并将桁架结构的下弦钢筋与横向固定筋二的接触部位、横向固定筋二与钢筋网的接触部位焊接固定；

步骤三，在安装好桁架结构和横向固定筋二的预制混凝土板上压抹高延性混凝土层，并保证桁架结构上半部分嵌设在高延性混凝土层内；

步骤四，在高延性混凝土层内开设横向固定筋一的通孔，并将横向固定筋一插入，将桁架结构的上弦钢筋与横向固定筋一的接触部位焊接固定；

步骤五，在预制混凝土板和高延性混凝土层内穿设用于U型螺栓穿过的螺栓孔；除螺栓孔外，在上述所有槽孔及通孔内灌注高强水泥浆；

步骤六，将角钢的两个边分别焊接固定于预制混凝土板底部主筋和混凝土柱侧边主筋上；

步骤七，将承压钢板焊接固定于混凝土柱的主筋上，再将横向固定筋一和横向固定筋二的两端焊接固定在承压钢板上；

步骤八，在混凝土柱预设脚架的部位开设与脚架边模尺寸相同的洞口，在其中支设脚架边模；然后搭设拱桥形预应力钢结构的支撑架，在支撑架上捆扎预应力钢结构的钢筋，并支设拱桥形边模；

步骤九，浇筑脚架和预应力钢结构混凝土，待混凝土强度达到75％时拆除边模；

步骤十，在预应力钢结构顶部穿设U型螺栓的通孔，将U型螺栓从拱桥形预应力钢结构顶部底端穿透并贯穿预制混凝土板和高延性混凝土层，最后在高延性混凝土层的顶部通过螺母固定。

优选的，所述步骤一中将钢筋网通过水泥与板体浇灌为一体得到预制混凝土板，所述水泥按照重量份的组成为：轻质混凝土废料30～45份，粉煤灰20～35 份，硅酸盐水泥10～25份，玄武岩纤维3～10份，减水剂0.5～2份，生石灰3～10 份。

进一步的，所述减水剂选自HSB型减水剂、NF型减水剂、FDN型减水剂、AF型减水剂中的至少一种。

进一步的，所述步骤一中将钢筋网通过水泥与板体浇灌为一体得到预制混凝土板，具体操作为：

将轻质混凝土废料、硅酸盐水泥和生石灰配料后于35～40℃混合均匀，得到粉料混合物；

将粉煤灰和玄武岩纤维与水于50～55℃混合均匀，然后加入粉料混合物混合均匀得到砂浆；

将减水剂与水混合均匀后加入到砂浆中，继续搅拌2～3min，得到预浇筑砂浆；

将钢筋网固定于模箱中，先向模箱中均匀注入一层预浇筑砂浆，然后再向模箱内注入一层预浇筑保温材料，最后再注入浇筑砂浆；

将浇筑完成后的混凝土板于35～40℃、湿度40～50％的条件下静止养护1～ 2h；

养护结束后，依次进行脱模、切割、铣槽得到相应尺寸的板材胚体，然后再于50～60℃、湿度80～90％的条件下继续养护0.1～0.5h，养护结束后蒸养，既得。

本实用新型的技术效果为：

1、本实用新型的加固结构通过在预制混凝土板和高延性混凝土层之间设置多条桁架结构，以增强两者的稳固性，并且在预制混凝土板和高延性混凝土层内均穿设与桁架结构相连的固定筋，通过固定筋与混凝土柱的连接，能够有效降低混凝土楼板的结构力学性能。此外，本实用新型通过设置拱桥形预应力钢结构进一步对预制混凝土板和高延性混凝土层进行加固，增强稳定性并提升加固结构的力学性能。

2、本实用新型的施工方法现场施工简单，安装方便，可以增强板柱结构对地震及其他突发载荷作用的防灾能力，并且不影响建筑的使用功能。

附图说明

图1为本实用新型的装配式楼板加固结构的结构示意图。

图2为本实用新型的预制混凝土板和高延性混凝土层的组装结构示意图。

图3为本实用新型的预制混凝土板、高延性混凝土层、CFRP片材、碳纤维布压条、防腐层的结构示意图。

图4为本实用新型的预制混凝土板配筋的结构示意图。

图1-4中，1-预制混凝土板，2-高延性混凝土层，3-桁架结构，4-上弦钢筋，5- 下弦钢筋，6-横向固定筋一，7-横向固定筋二，8-承压钢板，9-角钢，10-混凝土柱，11-钢筋网，12-拱桥形预应力钢结构，13-脚架，14-U型螺栓，15-CFRP片材，16-碳纤维布压条，17-防腐层，18-加固块，19-倒‘T’形钢条。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语‘安装’、‘相连’、‘连接’应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供一种装配式楼板加固结构的结构示意图，包括预制混凝土板1、压抹在所述预制混凝土板1上的高延性混凝土层2以及3条平行的桁架结构3，所述桁架结构3的上半部分位于所述高延性混凝土层2内，所述桁架结构3的下半部分位于所述预制混凝土板1内。高延性混凝土是一种具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力的特种混凝土，其变形能力可达普通混凝土的200倍，也被称为“可弯曲混凝土”。本实施例将预制混凝土板和高延性混凝土层通过桁架结构进行装备，可以提高房屋的抗震加固效果，大幅度提高房屋的整体性和抗倒塌能力，桁架结构除了起到紧固预制混凝土板和高延性混凝土层的作用外，还可以更好的适应两者内部的弯矩和剪力分布。

所述桁架结构3的上弦钢筋4两端以及中部分别穿设有横向固定筋一6，所述桁架结构3的下弦钢筋5两端以及中部分别穿设有横向固定筋二7，所述横向固定筋一6和所述横向固定筋二7与安装在混凝土柱10内的承压钢板8相连；所述承压钢板与所述混凝土柱内的主筋焊接成一体。所述承压钢板的厚度为 15～20mm。这种设计方式不但可以降低混凝土楼板两端的主拉应力，还可以改善预制混凝土板和高延性混凝土层的力学性能。所述预制混凝土板1内设有钢筋网11，所述钢筋网11与所述横向固定筋二7连接成一体。

所述预制混凝土板1底部两端分别与角钢9的一边连接，所述角钢9的另一边和所述混凝土柱10连接，并且角钢都是和预制混凝土板的主筋以及混凝土柱的主筋焊接，这种结构可以起到很好的加固作用，此外，所述角钢9上还焊接有加固块18。

为了更好的增强预制混凝土板1和高延性混凝土层2的抗腐蚀、抗弯曲和抗剪切能力，所述高延性混凝土层2的短跨距受力方向平行设有CFRP片材15，沿长跨距方向垂直于所述CFRP片材15平行设置碳纤维布压条16，所述碳纤维布压条16的外表面设置防腐层17。

所述加固结构还包括拱桥形预应力钢结构12，所述拱桥形预应力钢结构12 顶部与所述预制混凝土板1底部相切，所述拱桥形预应力钢结构12的两端设有脚架13，所述脚架13安装在所述混凝土柱10内；所述拱桥形预应力钢结构12 顶部设有U型螺栓14，所述U型螺栓14从所述拱桥形预应力钢结构12顶部底端穿透并贯穿所述预制混凝土板1和所述高延性混凝土层2，在所述高延性混凝土层2的顶部通过螺母固定。所述拱桥形预应力钢结构12内侧设有倒‘T’形钢条19，所述倒‘T’形钢条19与所述拱桥形预应力钢结构12的主筋焊接成一体。本实施例通过设计拱桥形预应力钢结构12来进一步支撑预制混凝土板1，该钢结构抗震性能好，稳定可靠。通过U型螺栓将钢结构和预制混凝土板及高延性混凝土层固定在一起，可以避免传统加固装置存在的应力滞后效应，进而保证加固效果的持久性和稳定性。

实施例2

将实施例1的楼板加固结构应用于中国医科大学附属第一医院二号宿舍各层顶梁加固，二号宿舍总建筑面积6164㎡，楼高4层，地下1层，总建筑高度 15.96米，层高4m。建筑室内外高差为2.48m，采用砖混。本建筑为沈阳历史保护建筑，维持建筑外立面原样，而对内部各层顶梁进行楼板加固。

设计标准如下：

(1)设计使用年限：根据《民用建筑设计通则》要求，本项目设计使用年限为3类50年。

(2)建筑分类和耐火等级：

根据《建筑设计防火规范》规定，本工程的建筑耐火等级为二级。

(3)抗震设防要求：根据《建筑抗震设计规范》规定，本建筑抗震设防烈度为7(0.15g)度。

(4)本工程防水等级：屋面防水等级为II级。

(5)卫生标准：卫生标准满足国家行业标准规定的有关要求。

(6)节能设计：节能设计满足《公共建筑节能65％设计标准》 (DB21/T1899-2011)。

(7)质量标准：项目所选用建筑材料均为有许可证企业的产品，涉及的特种设备安装前须办理开工告知，并经检验合格、注册等级后才可投入使用。

(8)人防工程：根据甲方及人防部门协商，该项目不设置人防工程。

具体施工方法如下：

(1)测量二楼待加固顶梁的尺寸及混凝土柱的设置方位，根据测量结果设计预制混凝土板和高延性混凝土层的尺寸，并预制钢筋网，将钢筋网通过水泥与板体浇灌为一体得到预制混凝土板；具体为：

1)按照水泥的重量份的组成为：轻质混凝土废料30～45份，粉煤灰20～35 份，硅酸盐水泥10～25份，玄武岩纤维3～10份，HSB型减水剂0.5～2份，生石灰3～10份配料；

2)将轻质混凝土废料、硅酸盐水泥和生石灰于35～40℃混合均匀，得到粉料混合物；

3)将粉煤灰和玄武岩纤维与水于50～55℃混合均匀，然后加入粉料混合物混合均匀得到砂浆；

4)将减水剂与水混合均匀后加入到砂浆中，继续搅拌2～3min，得到预浇筑砂浆；

5)将钢筋网固定于模箱中，先向模箱中均匀注入一层预浇筑砂浆，然后再向模箱内注入一层预浇筑保温材料，最后再注入浇筑砂浆；

6)将浇筑完成后的混凝土板于35～40℃、湿度40～50％的条件下静止养护1～2h；

7)养护结束后，依次进行脱模、切割、铣槽得到相应尺寸的板材胚体，然后再于50～60℃、湿度80～90％的条件下继续养护0.1～0.5h，养护结束后蒸养，既得预制混凝土板。

(2)在所述预制混凝土板内钻设与桁架结构下半部分相匹配的槽孔以及横向固定筋二的通孔，将桁架结构先放入，然后插入横向固定筋二，并将桁架结构的下弦钢筋与横向固定筋二的接触部位、横向固定筋二与钢筋网的接触部位焊接固定；

(3)在安装好桁架结构和横向固定筋二的预制混凝土板上压抹高延性混凝土层，并保证桁架结构上半部分嵌设在高延性混凝土层内；

(4)在高延性混凝土层内开设横向固定筋一的通孔，并将横向固定筋一插入，将桁架结构的上弦钢筋与横向固定筋一的接触部位焊接固定；

(5)在预制混凝土板和高延性混凝土层内穿设用于U型螺栓穿过的螺栓孔；除螺栓孔外，在上述所有槽孔及通孔内灌注高强水泥浆；

(6)将角钢的两个边分别焊接固定于预制混凝土板底部主筋和混凝土柱侧边主筋上；

(7)将承压钢板焊接固定于混凝土柱的主筋上，再将横向固定筋一和横向固定筋二的两端焊接固定在承压钢板上；

(8)在混凝土柱预设脚架的部位开设与脚架边模尺寸相同的洞口，在其中支设脚架边模；然后搭设拱桥形预应力钢结构的支撑架，在支撑架上捆扎预应力钢结构的钢筋，以及焊接倒‘T’形钢条，并支设拱桥形边模；

(9)浇筑脚架和预应力钢结构混凝土，待混凝土强度达到75％时拆除边模；

(10)在预应力钢结构顶部两端分别穿设U型螺栓的通孔，将U型螺栓从拱桥形预应力钢结构顶部底端穿透并贯穿预制混凝土板和高延性混凝土层，最后在高延性混凝土层的顶部通过螺母固定。

加固后的楼板满足《混凝土结构加固工程质量验收规范》，检测鉴定依据为： 1.双方签定的技术服务合同书

2.《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013)

3.《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T 50315-2011)

4.《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015年版)

5.《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)

6.《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)

7.《砌体结构工程施工质量验收规范》(GB 50203-2011)

8.《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)

9.《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)

10.《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)(2016年版)

11.《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)

12.《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023-2009)

13.《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2013)

14.《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2011)

15.《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS 03:2007)

16.设计图纸

17.其他相关的国家和地方规范、规程及标准等。

本实施例的施工结果具体如下：

1)根据现场实际情况及《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 (JGJ/T23-2011)的有关技术要求，现场采用回弹法对预制混凝土板现龄期抗压强度进行抽样检测，并采用《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS 03:2007) 进行强度修正，检测结果详见表1。

预制混凝土板现龄期抗压强度检测结果如表1所示。

表1

上述检测结果表明：该房屋预制混凝土板混凝土现龄期抗压强度满足C20 强度等级要求。

实施例3

将实施例1的楼板加固结构应用于沈阳市苏家屯区某破旧厂房屋顶加固，具体施工方法同实施例2。加固后的楼板满足《混凝土结构加固工程质量验收规范》，检测该房屋加固段承重楼板标准为3.5kN/m²。

在本实施例中，该破旧厂房于2017年已经进行过屋顶加固，具体做法是：将屋顶的板底增加截面，即增做一层50mm厚的钢筋混凝土后浇层，但这种加固结构难以与原有结构形成整体，并且力学性能较差，2年后加固结构发生开裂，进而采用本实施例的加固结构和方法进一步加固。

综上，本实用新型的加固结构通过在预制混凝土板和高延性混凝土层之间设置多条桁架结构，以增强两者的稳固性，并且在预制混凝土板和高延性混凝土层内均穿设与桁架结构相连的固定筋，通过固定筋与混凝土柱的连接，能够有效降低混凝土楼板的结构力学性能。此外，本实用新型通过设置拱桥形预应力钢结构进一步对预制混凝土板和高延性混凝土层进行加固，增强稳定性并提升加固结构的力学性能。此外，本实用新型的施工方法现场施工简单，安装方便，可以增强板柱结构对地震及其他突发载荷作用的防灾能力，并且不影响建筑的使用功能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种装配式楼板加固结构，其特征在于：包括预制混凝土板、压抹在所述预制混凝土板上的高延性混凝土层以及多条平行的桁架结构，所述桁架结构的上半部分位于所述高延性混凝土层内，所述桁架结构的下半部分位于所述预制混凝土板内，所述桁架结构的上弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋一，所述桁架结构的下弦钢筋两端以及中部分别穿设有横向固定筋二，所述横向固定筋一和所述横向固定筋二与安装在混凝土柱内的承压钢板相连；所述预制混凝土板底部两端分别与角钢的一边连接，所述角钢的另一边和所述混凝土柱连接；所述预制混凝土板内设有钢筋网，所述钢筋网与所述横向固定筋二连接成一体。

2.根据权利要求1所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述角钢上焊接有加固块。

3.根据权利要求1所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述承压钢板与所述混凝土柱内的主筋焊接成一体。

4.根据权利要求3所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述承压钢板的厚度为15～20mm。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述高延性混凝土层的短跨距受力方向平行设有CFRP片材，沿长跨距方向垂直于所述CFRP片材平行设置碳纤维布压条，所述碳纤维布压条的外表面设置防腐层。

6.根据权利要求5所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述加固结构还包括拱桥形预应力钢结构，所述拱桥形预应力钢结构顶部与所述预制混凝土板底部相切，所述拱桥形预应力钢结构的两端设有脚架，所述脚架安装在所述混凝土柱内；所述拱桥形预应力钢结构顶部设有U型螺栓，所述U型螺栓从所述拱桥形预应力钢结构顶部底端穿透并贯穿所述预制混凝土板和所述高延性混凝土层至所述防腐层，在所述防腐层的顶部通过螺母固定。

7.根据权利要求6所述的一种装配式楼板加固结构，其特征在于：所述拱桥形预应力钢结构内侧设有倒‘T’形钢条，所述倒‘T’形钢条与所述拱桥形预应力钢结构的主筋焊接成一体。