淺談某結構樓層加固實例

周曉英，王 旸，徐 捷

河南省建筑科學研究院有限公司（450053）

淺談某結構樓層加固實例

周曉英，王 旸，徐 捷

河南省建筑科學研究院有限公司（450053）

介紹了某結構樓層加固的工程實例，通過幾種加固方案的比較，采用改變受力途徑和其它方法相結合的加固方法進行處理，減少了加固工作量。并針對施工中節點的技術處理進行了探討，提出了實用、可靠的施工方法，給出了一些具體的加固詳圖，加固完成后，投入使用多年，使用狀況良好，可供類似工程加固設計參考。

受力途徑；新增梁；加固；梁板節點

0 前言

隨著我國經濟的迅速發展,一些建筑在原有建筑空間劃分的情況下，人們對原建筑的空間使用不盡滿意，為改變原建筑局部的空間劃分，需要對原建筑進行改造。一些建筑因功能改變、荷載增加等因素，不能按原設計繼續承載，需要對原結構進行加固。目前，鋼筋混凝土結構加固方法很多，主要有增大截面法、外包鋼加固法、體外預應力加固法、改變傳力途徑加固法、外粘鋼板加固法、外粘碳纖維加固法等，其中大多數加固方法已經成熟，廣泛應與于實際工程中，并起到了良好的效果。本文結合某框架結構的具體工程實例，淺談混凝土加固技術在實際工程中的應用。

1 工程概況

某綜合樓建筑總建筑面積36 524 m2，南北長125 m，東西長63 m，總設計高度為32.10 m。該工程八層框架剪力墻結構（地下一層），樓板采用現澆鋼筋混凝土板，建筑結構安全等級為2級，設計使用年限為50年，抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度（0.15 g），允許活荷載為2.0 kN/m2，房屋采用天然地基，基礎形式為條形基礎。該建筑原設計為辦公樓，建于2008年，在主體結構完工前，建設單位要求將第七層局部區域改為檔案室，密集式檔案柜位框架鋼結構，甲方提供的使用時荷載為8.0 kN/m2,通過地面式路軌與樓面連接，這樣，樓面的活荷載大幅度提高，原結構承重體系已不能滿足檔案室的功能要求。故建設單位要求根據設備方提供的設備尺寸及產品使用荷載,對原結構進行加固處理。

2 加固方案的選擇

如果將路軌直接布置在樓板上,由于樓板的跨度比較大，原樓板的承載力無法滿足新的使用要求，且裂縫及撓度均不滿足要求；如果在路軌下布置工字鋼，將工字鋼與原樓面脫開,工字鋼再擱置在相應的梁上，這樣將導致層高不足，不能滿足使用要求。以上兩種方法，而且次梁及框架梁原配筋與改變功能后計算得出的配筋結果相差比較大，所有相關的梁均需要進行加固。

為此,我們采取了改變原有結構受力途徑與提高原結構承載力相結合的方法進行處理。首先在密集架路軌對應位置增設新梁，兩端和原有框架梁連接。這樣，路軌傳來的線荷載通過新加梁傳遞至兩端的框架梁，通過計算，對不滿足承載力要求的構件采取相應的方法進行加固處理,加固數量大大減小，并且荷載傳遞線路簡單、清晰。

3 加固方法及設計計算

根據以上處理方案,按照結構上實際實用荷載,采用PKPM結構計算軟件進行承載力及正常使用功能等計算，新增梁按簡支要求計算配筋，經計算，該建筑物有關的框架柱及基礎仍滿足要求，不需進行加固處理；原樓面荷載基本沒變，而且跨度變小了，板底不需要進行加固，板頂只需在新增梁的位置采用粘鋼的方法進行加固處理,裂縫及撓度均滿足要求；部分次梁由于跨度變小不需進行加固，部分承載力增加比較小的梁采取粘鋼的方法進行加固處理；主要加固內容僅限于路軌下新增梁及兩端框架梁,兩端框架梁承載力與原有結構相差較大,采取增大截面的方法進行加固處理，鋼筋按實際計算配置。

4 節點處理方案探討

加固工程施工難點在于連接節點的處理，本工程設計到的節點處理主要有兩類:①新增梁與原有梁節點處理及框架梁增大截面后新增鋼筋與原有柱的連接節點處理，主要是鋼筋在原混凝土中生根的處理;②新增梁與原有樓板的連接處理，主要是新舊混凝土構件的連接處理。如果上述兩方面問題處理不好，新增構件與原結構就不能很好地協同工作，造成加固改造的失效。從結構受力原理去分析上述節點，新增梁后，板的受力情況發生了很大變化：原樓板的跨中形成了兩個跨端，而跨中的正彎矩變成了跨端負彎矩；新增梁的兩側剪力增大。在新的受力體系內，新增梁的兩側部位剪力最小變成剪力最大。根據上述情況，如上述節點處理不好，將很難滿足規范及設計要求。

4.1 新增梁與原有梁節點處理

新增梁鋼筋與原有梁的連接采用植筋的方法進行處理，在原梁上植入新增梁的鋼筋。在植筋施工過程中，要嚴格根據規范計算錨固長度，并對設計深度進行核算，錨固深度必須按設計深度施工,嚴禁按短期拉拔試驗植或廠商技術手冊的推薦值采用。通過多年來的施工經驗及工程實踐，本工程采用如下施工方案進行施工。

本工程新增梁在樓面可以加高，不涉及到新增梁負彎矩鋼筋的植入，如果新增梁樓面不能加高，可以采用先彎后植法，將鋼筋錨固端彎折呈直角(錨固端滿足設計錨固長度），豎向植入梁內。植筋前，先確定原粱與新梁的交接點，并放線劃出新增梁的位置，剔除舊梁上部的鋼筋混凝土保護層，將舊梁的鋼筋露出，在鋼筋的縫隙間，將植筋位置相互錯開進行打眼植筋。正彎矩鋼筋采用直接植入法，將梁下部的鋼筋根據設計要求，直接由原梁側面植入梁體。若出現錨固長度達不到設計要求時,采用增加鋼墊板的方法進行加強處理，具體詳見圖1。

部分框架梁采用增大截面的方法進行加固處理,新增鋼筋植入深度比較大，錨固長度不滿足要求，如果只中跨柱可以采用梁梁節點中直接植入增加鋼墊板或鋼板圍套的方法進行處理，如果是邊柱或不具備其它加強措施的情況下，可以采用加牛腿進而增大錨固長度的方法進行加固處理，具體詳見圖2。

為了克服在梁下側加高時澆筑混凝土的困難，框架梁的模板采用喇叭口木模，從梁兩側澆筑混凝土，待強度達到后，再拆去模板，鑿去多余混凝土，混凝土可采用灌漿料或摻入膨脹劑的微膨脹細石混凝土。

4.2 新增梁與原有樓板的連接處理

新增梁與原樓板處的接點處理,即新舊混凝土構件的連接處理，根據多年來的施工經驗，通過對交接處的特殊施工，不僅滿足設計要求,并且解決了混凝土澆筑困難的問題。根據圖紙要求，在原樓板上放出新增梁的定位線，在穿箍筋的部位進行打眼。因新增梁在樓板的下部，澆筑混凝土困難，因此在垂直于新增梁上部的樓板區域，從新舊梁交接點進行排孔,鉆一排間距不大于600～800 mm的孔,孔徑為φ100～140 mm，為了不傷及原混凝土樓板鋼筋，采用沖擊鉆開φ30 mm左右的孔，人工擴鑿至φ100～140 mm。該孔用作澆筑混凝土的下料孔，并借此孔振搗新增梁的混凝土。在澆筑混凝土前，新舊混凝土交接部位鑿毛，清理開洞和鑿毛產生的浮渣，新舊混凝土交界面刷界面劑。主筋到位后，將“U”型箍插進預先鉆好的孔穿出樓板并焊接。待焊接處鋼筋冷卻后，箍筋與舊混凝土之間的空隙用結構膠填塞，具體詳見圖3。

本工程涉及到的其它加固方法或節點如梁支座粘鋼加固時繞柱處理,梁支座粘鋼加固時遇邊柱或伸縮縫處節點處理方法等不再一一詳述。

5 結語

1）本工程采用了改變傳力途徑、粘鋼加固法、增大截面加固法及植筋加固等多種加固方法，加固設計計算簡單，傳力途徑清晰，加固量小，較大的提高了構件的承載力，同時很好的滿足了使用功能改變上的要求。

2）本工程于2008年完成，目前已投入使用3年多，使用狀況良好，證明加固方法正確有效。實踐表明，只要施工質量能夠保證，完全能達到很好的加固效果，保證加固后建筑物的安全可靠。