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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)點的技術(shù)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(shè)計參考。

受力途徑；新增梁；加固；梁板節(jié)點

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)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(shè)計繼續(xù)承載，需要對原結(jié)構(gòu)進行加固。目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法很多，主要有增大截面法、外包鋼加固法、體外預應(yīng)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(shù)加固方法已經(jīng)成熟，廣泛應(yīng)與于實際工程中，并起到了良好的效果。本文結(jié)合某框架結(jié)構(gòu)的具體工程實例，淺談混凝土加固技術(shù)在實際工程中的應(yīng)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(shè)計高度為32.10 m。該工程八層框架剪力墻結(jié)構(gòu)（地下一層），樓板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為2級，設(shè)計使用年限為50年，抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)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(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)。該建筑原設(shè)計為辦公樓，建于2008年，在主體結(jié)構(gòu)完工前，建設(shè)單位要求將第七層局部區(qū)域改為檔案室，密集式檔案柜位框架鋼結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)承重體系已不能滿足檔案室的功能要求。故建設(shè)單位要求根據(jù)設(shè)備方提供的設(shè)備尺寸及產(chǎn)品使用荷載,對原結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)果相差比較大，所有相關(guān)的梁均需要進行加固。

為此,我們采取了改變原有結(jié)構(gòu)受力途徑與提高原結(jié)構(gòu)承載力相結(jié)合的方法進行處理。首先在密集架路軌對應(yīng)位置增設(shè)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(gòu)件采取相應(yīng)的方法進行加固處理,加固數(shù)量大大減小，并且荷載傳遞線路簡單、清晰。

3 加固方法及設(shè)計計算

根據(jù)以上處理方案,按照結(jié)構(gòu)上實際實用荷載,采用PKPM結(jié)構(gòu)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(jīng)計算，該建筑物有關(guān)的框架柱及基礎(chǔ)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)點處理方案探討

加固工程施工難點在于連接節(jié)點的處理，本工程設(shè)計到的節(jié)點處理主要有兩類:①新增梁與原有梁節(jié)點處理及框架梁增大截面后新增鋼筋與原有柱的連接節(jié)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(gòu)件的連接處理。如果上述兩方面問題處理不好，新增構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)就不能很好地協(xié)同工作，造成加固改造的失效。從結(jié)構(gòu)受力原理去分析上述節(jié)點，新增梁后，板的受力情況發(fā)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(cè)剪力增大。在新的受力體系內(nèi)，新增梁的兩側(cè)部位剪力最小變成剪力最大。根據(jù)上述情況，如上述節(jié)點處理不好，將很難滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

4.1 新增梁與原有梁節(jié)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(jù)規(guī)范計算錨固長度，并對設(shè)計深度進行核算，錨固深度必須按設(shè)計深度施工,嚴禁按短期拉拔試驗植或廠商技術(shù)手冊的推薦值采用。通過多年來的施工經(jīng)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(shè)計錨固長度），豎向植入梁內(nèi)。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(jù)設(shè)計要求，直接由原梁側(cè)面植入梁體。若出現(xiàn)錨固長度達不到設(shè)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(jié)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(cè)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(cè)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(gòu)件的連接處理，根據(jù)多年來的施工經(jīng)驗，通過對交接處的特殊施工，不僅滿足設(shè)計要求,并且解決了混凝土澆筑困難的問題。根據(jù)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(qū)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(chǎn)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(jié)構(gòu)膠填塞，具體詳見圖3。

本工程涉及到的其它加固方法或節(jié)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(jié)點處理方法等不再一一詳述。

5 結(jié)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(shè)計計算簡單，傳力途徑清晰，加固量小，較大的提高了構(gòu)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(zhì)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。