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建筑物改造加固施工中新增梁的节点处理方案的探讨

    随着我国经济的迅速发展,一些较大的建筑原有建筑空间进行划分,不能满足新增加的需要,而新增功能往往伴随着荷载的增加,故需要对原建筑进行结构改造。对于大跨度的楼板,荷载增加后,原楼板的承载力无法满足新的使用要求,且裂缝计算无法通过。为了满足新的承载力,扰度限值、裂缝宽度限值的要求,往往需要在原楼板两梁之间,增加设新梁。
1、 增加新梁方案的特点
① 该加固方法适应于的大跨度楼板,且改造后承载力提高较多(超过原承载力1~2.5倍;②加固方法经济,操作简单,安全可靠,且性价比高。③影响质量因素多,施工质量较难控制。
在没有专业的施工工艺和施工规范的情况下,给加固施工工作带来了很多困难。本文结合多年在加固施工中的工程实践,针对施工技术难点,进行论述和分析,并找出了合理处理方法。
2、 问题的分析和常见的处理方案
此加固施工的难点在于:①梁、梁节点处理,即新梁和原梁交接处的处理;②梁、板节点处理,新增梁与楼板的交接处理。梁、梁节点与梁、板节点包括两方面的内容:a、钢筋在原混凝土中生根的处理;b、新旧混凝土构件的连接处理。如果上述两方面处理不好,新增梁与原结构及不能很好地协同工作,造成加固改造的失败,从《钢筋混凝土结构》的角度去分析上述节点,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,现针对上述问题,结合在施工过程中对工程实体节点处理的实例,进行分析。
(1)节点:即新增梁与原梁交接处的节点处理。针对新的受力状况,采取相应地补强方法。对于新增梁,此部位按固定端处理。故承受的负弯矩和剪力最大。故可作如下处理:在原梁上植入新增梁的钢筋。在植筋施工过程中。要严格遵守《混凝土结构加固设计规范》,(GB 50367-2006),严格根据规范计算锚固长度,并对设计深度进行核算,承重结构的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,采用如下施工方案较为合理。新增梁正弯矩的钢筋,采用先弯后植法,所谓先弯后植,是指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,先确定原梁与新梁的交接点,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。负弯矩钢筋采用直接植入法,所谓直接植入法,是指将梁下部的钢筋根据设计要求,直接植入原梁的梁体,若出现锚固长度达不到设计要求(即原梁宽度小于设计的锚固长度情况)时,现场必须采用先植后背钢垫板的方法进行加强处理。
因市场植筋结构胶的性能差别很大,在施工前对胶的选择应慎重。所用的结构胶必须经过由检测资质的单位进行复试,复试合格后方可使用。
(2)梁与板交接点处理:即新增梁与原楼板处的节点处理,根据此接点的受力特点和多年的施工经验,我们通过对交接处的特殊施工,即能满足设计要求,达到板受力的需要,并且解决了混凝土浇筑困难的问题。
首先根据图纸要求,在原楼板上放出新增梁的定位线。为了箍筋穿楼板,在穿箍筋的部位进行打眼。(钻孔的直径比箍筋直径达3~5mm。)因新增梁在楼板的下部,无法建筑混凝土。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,间距不大于800mm的位置钻一排孔,孔的直径为ф100~140mm,为了不伤及原混凝土楼板钢筋,采用冲击钻开ф32mm左右的孔洞后,人工扩凿,扩至ф100~140mm。该孔用以浇筑混凝土的下料孔,并借助此孔振捣新增梁的混凝土。而后将新旧混凝土交接部位,对旧混凝土面层进行凿毛后,在绑钢筋之前清理因开洞和凿毛产生的浮渣。箍筋处理,箍筋制作 “U”。主筋到位后,将“U”型箍插进预先打开的空穿出楼板,并将其焊接。焊接接时,焊口左右错开。焊接完毕,焊缝合格后,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,然后再进入下一道工序施工。
(3)新旧混凝土界面处理:a、新梁与原梁之间,在植钢筋前,将原梁接触面的混凝土保护层剔除,并涂刷界面剂后进入下一道工序;b、新增梁与原楼板交接的部位,将楼板上面保护层剔除,楼板下面,用剁斧剁毛,并涂刷界面剂;c、在加梁的部位,混凝土洗筑后,要比原楼板结构层高出30~35mm左右,再通过装修进行修饰。混凝土采用微膨胀混凝土。比原楼板混凝土高一个等级。
通过对以上述交界处点的处理,达到了“新梁”与“旧梁”,以及“新梁”与原楼板可靠连结的目的,使原楼板在受力状况发生变化后,承载状态更加趋于合理。解决了新增梁正弯矩钢筋的正确放置文题,以及混凝土浇筑困难的问题。
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