浅谈某结构楼层加固实例

周晓英，王 旸，徐 捷

河南省建筑科学研究院有限公司（450053）

浅谈某结构楼层加固实例

周晓英，王 旸，徐 捷

河南省建筑科学研究院有限公司（450053）

介绍了某结构楼层加固的工程实例，通过几种加固方案的比较，采用改变受力途径和其它方法相结合的加固方法进行处理，减少了加固工作量。并针对施工中节点的技术处理进行了探讨，提出了实用、可靠的施工方法，给出了一些具体的加固详图，加固完成后，投入使用多年，使用状况良好，可供类似工程加固设计参考。

受力途径；新增梁；加固；梁板节点

0 前言

随着我国经济的迅速发展,一些建筑在原有建筑空间划分的情况下，人们对原建筑的空间使用不尽满意，为改变原建筑局部的空间划分，需要对原建筑进行改造。一些建筑因功能改变、荷载增加等因素，不能按原设计继续承载，需要对原结构进行加固。目前，钢筋混凝土结构加固方法很多，主要有增大截面法、外包钢加固法、体外预应力加固法、改变传力途径加固法、外粘钢板加固法、外粘碳纤维加固法等，其中大多数加固方法已经成熟，广泛应与于实际工程中，并起到了良好的效果。本文结合某框架结构的具体工程实例，浅谈混凝土加固技术在实际工程中的应用。

1 工程概况

某综合楼建筑总建筑面积36 524 m2，南北长125 m，东西长63 m，总设计高度为32.10 m。该工程八层框架剪力墙结构（地下一层），楼板采用现浇钢筋混凝土板，建筑结构安全等级为2级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度（0.15 g），允许活荷载为2.0 kN/m2，房屋采用天然地基，基础形式为条形基础。该建筑原设计为办公楼，建于2008年，在主体结构完工前，建设单位要求将第七层局部区域改为档案室，密集式档案柜位框架钢结构，甲方提供的使用时荷载为8.0 kN/m2,通过地面式路轨与楼面连接，这样，楼面的活荷载大幅度提高，原结构承重体系已不能满足档案室的功能要求。故建设单位要求根据设备方提供的设备尺寸及产品使用荷载,对原结构进行加固处理。

2 加固方案的选择

如果将路轨直接布置在楼板上,由于楼板的跨度比较大，原楼板的承载力无法满足新的使用要求，且裂缝及挠度均不满足要求；如果在路轨下布置工字钢，将工字钢与原楼面脱开,工字钢再搁置在相应的梁上，这样将导致层高不足，不能满足使用要求。以上两种方法，而且次梁及框架梁原配筋与改变功能后计算得出的配筋结果相差比较大，所有相关的梁均需要进行加固。

为此,我们采取了改变原有结构受力途径与提高原结构承载力相结合的方法进行处理。首先在密集架路轨对应位置增设新梁，两端和原有框架梁连接。这样，路轨传来的线荷载通过新加梁传递至两端的框架梁，通过计算，对不满足承载力要求的构件采取相应的方法进行加固处理,加固数量大大减小，并且荷载传递线路简单、清晰。

3 加固方法及设计计算

根据以上处理方案,按照结构上实际实用荷载,采用PKPM结构计算软件进行承载力及正常使用功能等计算，新增梁按简支要求计算配筋，经计算，该建筑物有关的框架柱及基础仍满足要求，不需进行加固处理；原楼面荷载基本没变，而且跨度变小了，板底不需要进行加固，板顶只需在新增梁的位置采用粘钢的方法进行加固处理,裂缝及挠度均满足要求；部分次梁由于跨度变小不需进行加固，部分承载力增加比较小的梁采取粘钢的方法进行加固处理；主要加固内容仅限于路轨下新增梁及两端框架梁,两端框架梁承载力与原有结构相差较大,采取增大截面的方法进行加固处理，钢筋按实际计算配置。

4 节点处理方案探讨

加固工程施工难点在于连接节点的处理，本工程设计到的节点处理主要有两类:①新增梁与原有梁节点处理及框架梁增大截面后新增钢筋与原有柱的连接节点处理，主要是钢筋在原混凝土中生根的处理;②新增梁与原有楼板的连接处理，主要是新旧混凝土构件的连接处理。如果上述两方面问题处理不好，新增构件与原结构就不能很好地协同工作，造成加固改造的失效。从结构受力原理去分析上述节点，新增梁后，板的受力情况发生了很大变化：原楼板的跨中形成了两个跨端，而跨中的正弯矩变成了跨端负弯矩；新增梁的两侧剪力增大。在新的受力体系内，新增梁的两侧部位剪力最小变成剪力最大。根据上述情况，如上述节点处理不好，将很难满足规范及设计要求。

4.1 新增梁与原有梁节点处理

新增梁钢筋与原有梁的连接采用植筋的方法进行处理，在原梁上植入新增梁的钢筋。在植筋施工过程中，要严格根据规范计算锚固长度，并对设计深度进行核算，锚固深度必须按设计深度施工,严禁按短期拉拔试验植或厂商技术手册的推荐值采用。通过多年来的施工经验及工程实践，本工程采用如下施工方案进行施工。

本工程新增梁在楼面可以加高，不涉及到新增梁负弯矩钢筋的植入，如果新增梁楼面不能加高，可以采用先弯后植法，将钢筋锚固端弯折呈直角(锚固端满足设计锚固长度），竖向植入梁内。植筋前，先确定原粱与新梁的交接点，并放线划出新增梁的位置，剔除旧梁上部的钢筋混凝土保护层，将旧梁的钢筋露出，在钢筋的缝隙间，将植筋位置相互错开进行打眼植筋。正弯矩钢筋采用直接植入法，将梁下部的钢筋根据设计要求，直接由原梁侧面植入梁体。若出现锚固长度达不到设计要求时,采用增加钢垫板的方法进行加强处理，具体详见图1。

部分框架梁采用增大截面的方法进行加固处理,新增钢筋植入深度比较大，锚固长度不满足要求，如果只中跨柱可以采用梁梁节点中直接植入增加钢垫板或钢板围套的方法进行处理，如果是边柱或不具备其它加强措施的情况下，可以采用加牛腿进而增大锚固长度的方法进行加固处理，具体详见图2。

为了克服在梁下侧加高时浇筑混凝土的困难，框架梁的模板采用喇叭口木模，从梁两侧浇筑混凝土，待强度达到后，再拆去模板，凿去多余混凝土，混凝土可采用灌浆料或掺入膨胀剂的微膨胀细石混凝土。

4.2 新增梁与原有楼板的连接处理

新增梁与原楼板处的接点处理,即新旧混凝土构件的连接处理，根据多年来的施工经验，通过对交接处的特殊施工，不仅满足设计要求,并且解决了混凝土浇筑困难的问题。根据图纸要求，在原楼板上放出新增梁的定位线，在穿箍筋的部位进行打眼。因新增梁在楼板的下部，浇筑混凝土困难，因此在垂直于新增梁上部的楼板区域，从新旧梁交接点进行排孔,钻一排间距不大于600～800 mm的孔,孔径为φ100～140 mm，为了不伤及原混凝土楼板钢筋，采用冲击钻开φ30 mm左右的孔，人工扩凿至φ100～140 mm。该孔用作浇筑混凝土的下料孔，并借此孔振捣新增梁的混凝土。在浇筑混凝土前，新旧混凝土交接部位凿毛，清理开洞和凿毛产生的浮渣，新旧混凝土交界面刷界面剂。主筋到位后，将“U”型箍插进预先钻好的孔穿出楼板并焊接。待焊接处钢筋冷却后，箍筋与旧混凝土之间的空隙用结构胶填塞，具体详见图3。

本工程涉及到的其它加固方法或节点如梁支座粘钢加固时绕柱处理,梁支座粘钢加固时遇边柱或伸缩缝处节点处理方法等不再一一详述。

5 结语

1）本工程采用了改变传力途径、粘钢加固法、增大截面加固法及植筋加固等多种加固方法，加固设计计算简单，传力途径清晰，加固量小，较大的提高了构件的承载力，同时很好的满足了使用功能改变上的要求。

2）本工程于2008年完成，目前已投入使用3年多，使用状况良好，证明加固方法正确有效。实践表明，只要施工质量能够保证，完全能达到很好的加固效果，保证加固后建筑物的安全可靠。