本发明涉及建筑改造工程技术领域，特别涉及一种保留外墙与新建水平钢构件的连接结构及其施工方法。
背景技术：
随着时代的变迁，许多保护建筑在功能及安全方面都出现了问题，由于保护建筑建造年代较早，保护建筑墙体本身的强度较低，部分墙体风化严重，难以满足如今的使用需要，因此，需要对保护建筑进行改造才能恢复其使用功能，因文物保护条例的限制，改造施工不能肆意破坏保护建筑的原貌特质，只能在有限的条件下进行内部结构置换改造施工，于是，在新老结构置换施工过程中，具有独特建筑风格的保留外墙与新建结构之间连接节点的施工便成为了整个改造工程中的重点和难点。
常规的改造工程施工中，保留外墙的加固形式较为局限，基本通过增设支撑或加厚墙体来满足加固的要求，但上述加固方式大量占用了保护建筑内部的有效使用空间，而且难以实施大面积施工，导致施工效率低，施工质量差。
技术实现要素：
针对现有的通过增设支撑或加厚墙体来加固保留外墙的方法，占用建筑内部空间、施工效率低且质量差的问题。本发明的目的是提供一种保留外墙与新建水平钢构件的连接结构及其施工方法，预埋件通过植筋方式与加固后的保留外墙固接，与新建水平钢构件固接的钢牛腿与预埋件螺栓连接，使得新建水平钢构件与保留外墙固接为一体，有效降低了新老结构的差异沉降对保留外墙的破坏。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：保留外墙与新建水平钢构件的连接结构，内衬墙紧贴所述保留外墙内侧，所述内衬墙内埋设由横筋和纵筋纵横交错连接而成的钢筋网架，所述保留外墙与所述内衬墙之间设置若干一端设有预制弯头的拉筋，所述拉筋的一端植入所述保留外墙，所述拉筋的具有预制弯头的另一端与所述钢筋网架的纵筋连接，所述保留外墙与新建水平钢构件之间通过预埋件和钢牛腿连接，所述预埋件的锚筋植入所述内衬墙和所述保留外墙，所述钢牛腿的一端与所述新建水平钢构件固接，所述钢牛腿的另一端与所述预埋件螺栓连接。
优选的，所述预埋件的纵截面呈l形或t形，所述预埋件的竖直部埋设于所述内衬墙内，且所述竖直部一侧固接的若干锚筋贯穿所述内衬墙植入所述保留外墙内，所述预埋件的水平部设有螺栓孔一，且与所述钢牛腿的螺栓孔二螺栓连接。
优选的，所述钢牛腿由固接为一体的支架及凸耳组成，所述支架的一端与所述新建水平钢构件固接，所述支架的另一端固接水平设置的凸耳，所述凸耳设有螺栓孔二，且与所述预埋件的螺栓孔一螺栓连接。
优选的，螺杆的一端分别贯穿所述螺栓孔一和所述螺栓孔二后由螺母锁紧固定，所述螺栓孔一和所述螺栓孔二为长轴与所述保留外墙的长度方向平行的长条孔。
优选的，所述螺杆上还套设有弹簧垫圈，所述弹簧垫圈位于所述预埋件和所述钢牛腿之间。
优选的，所述钢筋网架的横筋的一端植入与所述保留外墙紧邻的原结构柱内。
另外，本发明还提供了一种保留外墙与新建水平钢构件的连接结构的施工方法，步骤如下：
s1：对保留外墙内侧实施加固，通过植筋的方式将若干拉筋的一端与所述保留外墙连接，架设内衬墙的钢筋网架，并将所述拉筋另一端的预制弯头套设于所述钢筋网架的纵筋，在待浇筑的所述内衬墙内埋设预埋件，将所述预埋件的锚筋植入所述保留外墙，搭设模板并浇筑所述内衬墙；
s2：钢牛腿的支架固接于新建水平钢构件上，所述钢牛腿的凸耳与所述预埋件螺栓连接。
优选的，所述步骤s2还包括，在所述新建水平钢构件上设置若干锚钉及抗剪钢筋，所述锚钉和所述抗剪钢筋的底端均固接于所述新建水平钢构件，浇筑混凝土形成与所述新建水平钢构件固接为一体的钢结构楼层。
优选的，所述步骤s1中，所述钢筋网架的横筋的一端通过植筋的方式连接于原结构柱的侧面。
优选的，所述内衬墙采用自密实混凝土浇筑而成。
本发明的效果在于：
一、本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构，保留外墙通过若干植入的拉筋与内衬墙的钢筋网架连接，相比增设支撑或加厚墙体的加固方式，拉筋的弯头与内衬墙的钢筋网架连接，增强了内衬墙与保留外墙的拉结力，提高了保留外墙的整体稳定性，而且，采用植入拉筋与内衬墙钢筋网架连接的方式，有效控制了内衬墙的厚度，避免保留外墙的加固结构过多地占用室内的使用空间；新建水平钢构件的端部固接钢牛腿，预埋件通过植筋的方式与内衬墙和保留外墙固接，钢牛腿与预埋件螺栓连接，使得新建水平钢构件与保留外墙固接为一体，有效降低了新老结构的差异沉降对保留外墙的破坏。
二、本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构的施工方法，首先，对保护建筑的保留外墙进行加固，若干拉筋通过植筋的方式与保留外墙连接并预做弯头，拉筋的预制弯头与内衬墙的钢筋网架连接，增强了内衬墙与保留外墙的拉结力，提高了保留外墙整体的结构稳定性，钢牛腿的一端固接于新建水平钢构件，钢牛腿另一端的凸耳与埋设于加固后的保留外墙内的预埋件螺栓连接，利用预埋件与钢牛腿之间的螺栓连接实现新老结构的水平连接，有效降低了新老结构的差异沉降对保留外墙的破坏，而且该施工方法操作灵活，工作效率高，保证了施工质量。
附图说明
图1为本发明一实施例的保留外墙与内衬墙的连接关系示意图；
图2为本发明一实施例的保留外墙与原结构柱的连接关系示意图；
图3为本发明一实施例的保留外墙与新建水平钢构件的连接关系示意图；
图4为图3的a-a剖视图。
图中标号如下：
保留外墙10；内衬墙20；钢筋网架22；横筋22a；纵筋22b；拉筋21；预埋件24；竖直部24a；水平部24b；锚筋24c；螺杆25；弹簧垫圈26；原结构柱30；新建钢梁40；抗剪钢筋41；锚钉42；钢牛腿50；支架50a；凸耳50b。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构及其施工方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一：
本实施例以某成片保护建筑的改建项目为例，其中有四栋单体保护建筑需要保留其砖砌的沿街外墙，外墙墙体经相关检测机构鉴定得出其抗压强度及碳化系数均达不到要求，对保护建筑整体的稳定性极其不利，造成严重的安全隐患。本发明的目的是通过改变保留外墙与新建水平钢构件的连接结构，既能最大限度的保证内部空间的使用要求，满足结构内部置换的需要，也能最大程度地保留其建筑文化风貌。
下面结合图1至图4说明本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构，本实施例以保留外墙10与新建钢梁40之间连接节点的具体结构为例，紧贴保留外墙10内侧设置的是由自密实混凝土浇筑的内衬墙20(以保护建筑的室内为内侧)，内衬墙20内埋设由横筋22a和纵筋22b纵横交错连接而成的钢筋网架22，保留外墙10与内衬墙20之间设置若干一端设有预制弯头的拉筋21，拉筋21的一端植入保留外墙10，其具有预制弯头的另一端与钢筋网架22的纵筋22b连接，保留外墙10与新建钢梁40之间通过预埋件24和钢牛腿50连接，预埋件24的锚筋植入内衬墙20和保留外墙10，钢牛腿50的一端与新建钢梁40固接，其另一端与预埋件24螺栓连接。
本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构，保留外墙10通过若干植入的拉筋21与内衬墙20的钢筋网架22连接，相比增设支撑或加厚墙体的加固方式，拉筋21的弯头与内衬墙20的钢筋网架22连接，增强了内衬墙20与保留外墙10的拉结力，提高了保留外墙10的整体稳定性，而且，采用植入拉筋21与内衬墙20钢筋网架22连接的方式，有效控制了内衬墙20的厚度，避免保留外墙10的加固结构过多地占用室内的使用空间；新建水平钢构件的端部固接钢牛腿50，预埋件24通过植筋的方式与内衬墙20和保留外墙10固接，钢牛腿50与预埋件24螺栓连接，使得新建水平钢构件与保留外墙10固接为一体，有效降低了新老结构的差异沉降对保留外墙10的破坏。
如图3和图4所示，预埋件24的纵截面呈l形或t形，预埋件24的竖直部24a埋设于内衬墙内，且竖直部24a一侧固接的若干锚筋24c贯穿内衬墙20植入保留外墙10内，锚筋24c增强了预埋件24与保留外墙10之间的连接强度，为新建钢梁40的后续安装提供了稳定支撑，预埋件24的水平部24b设有螺栓孔一，便于与钢牛腿50螺栓连接。
请继续参考图3和图4，钢牛腿50由固接为一体的支架50a及凸耳50b组成，支架50a由与新建钢梁40纵截面相同的工字钢制成，支架50a的一端分别与新建钢梁40的翼板焊接固定，支架50a另一端的顶部焊接水平设置的凸耳50b，凸耳50b上设有螺栓孔二，m22螺杆25的一端分别贯穿螺栓孔一和螺栓孔二后由螺母锁紧固定，实现新建钢梁40与加固后的保留外墙10之间的可拆卸式连接。
更佳的，如图4所示，螺栓孔一和螺栓孔二为长轴与保留外墙10的长度方向平行的长条孔，便于新建钢梁40实施水平方向的微调。
上述螺杆25上还套设有弹簧垫圈26，弹簧垫圈26位于预埋件24和钢牛腿50之间，防止螺母因震动而发生松动。
请继续参考图2，为进一步加固保留外墙10，内衬墙20钢筋网架22的横筋22a的一端植入与保留外墙10紧邻的原结构柱30内，以增强保留外墙10与原结构柱30之间的拉结强度，有效地增强了保留外墙10的整体性和稳定性。
本实施例中，上述钢筋网架22由φ10mm且间距200mm的双向钢筋绑扎而成，以满足内衬墙20的强度要求，拉筋21采用φ10mm钢筋制成，且相邻两根拉筋21间距400mm，拉筋21的上述密度设置能够保证保留外墙10与内衬墙20之间的拉结强度满足保留外墙10的加固要求。
实施例二：结合图1至图4说明本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构的施工方法，具体步骤如下：
s1：对保留外墙10内侧实施加固，通过植筋的方式将若干φ10mm且间距400mm拉筋21的一端与保留外墙10连接，拉筋21另一端的预制弯头朝向保护建筑室内，架设内衬墙20的钢筋网架22，并使拉筋21的预制弯头套设于钢筋网架22的纵筋22b，埋设预埋件24，且预埋件24的锚筋24c植入保留外墙10，搭设模板并浇筑内衬墙20；
s2：钢牛腿50的支架50a的一端焊接固定于新建钢梁40上，钢牛腿50的凸耳50b与预埋件24螺栓连接。
本发明的保留外墙与新建水平钢构件的连接结构的施工方法，首先，对保护建筑的保留外墙10进行加固，若干拉筋21通过植筋的方式与保留外墙10连接并预做弯头，拉筋21的预制弯头与内衬墙20的钢筋网架22连接，增强了内衬墙20与保留外墙10的拉结力，提高了保留外墙10整体的结构稳定性，钢牛腿50的一端固接于新建水平钢构件，钢牛腿50另一端的凸耳50b与埋设于加固后的保留外墙10内的预埋件24螺栓连接，利用预埋件24与钢牛腿50之间的螺栓连接实现新老结构的水平连接，有效降低了新老结构的差异沉降对保留外墙10的破坏，而且该施工方法操作灵活，工作效率高，保证了施工质量。
上述步骤s2还包括，在新建钢梁40上方设置若干锚钉42及抗剪钢筋41，锚钉42和抗剪钢筋41的底端均焊接于新建钢梁40顶部的翼板上，然后浇筑混凝土形成与新建钢梁40固接为一体的钢结构楼层，锚钉42及抗剪钢筋41的设置，使得混凝土层与新建钢梁40之间的连接更加牢固。
上述步骤s1中，如图2所示，内衬墙20钢筋网架22的横筋22a的一端通过植筋的方式连接于原结构柱30的侧面，增强了保留外墙10与原结构柱30之间的拉结强度，提高了保留外墙10的整体稳定性。
本实施例中，上述内衬墙20采用强度等级为c30的自密实混凝土浇筑而成，且内衬墙20厚度100mm，自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性且不需要附加振动的混凝土，极大方便了施工，保证了其施工质量。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。