混凝土空心板的凿孔叠合加固方法
【专利摘要】混凝土空心板的凿孔叠合加固方法。在实际工程中，有很多预制混凝土空心板由于长时间使用发生破损、使用荷载发生改变等原因导致可靠性不足，也有很多现浇混凝土空心板存在质量问题，而目前缺乏既安全可靠又经济适用的加固方案。本发明方法包括：首先使用混凝土切割装置将需要加固的混凝土空心板进行切割，在空心板孔的正上方沿标记线切割出凹槽，开凿时缓慢切割，准确控制切割方向；然后经切割出的凹槽浇筑加固混凝土，最后在混凝土板上方浇筑混凝土叠合层。本发明用于加固预制、现浇混凝土空心板。
【专利说明】混凝土空心板的凿孔叠合加固方法
[0001]
【技术领域】： 本发明涉及一种混凝土空心板的凿孔叠合加固方法。
[0002]
【背景技术】： 随着我国经济的增长，对建筑的需求量也越来越大，新建建筑数量与日俱增。很多老旧 建筑由于使用很长时间，构件会出现损伤甚至破坏，但因为历史价值、地理位置等等因素无 法拆除。如果原有构件的受力性能已经不符合现在的使用要求，则会严重威胁房屋的可靠 性，因此需要通过加固处理来保证建筑物新的功能要求。
[0003] 预制混凝土空心板在全国范围内被广泛的应用。中国预制混凝土构件(包括预制 混凝土空心板）已有半个世纪的生产历史，从当初学习国外先进经验到独立完成设计；从小 规模生产到大规模、工业化独立生产；从人工生产到全自动化生产，我国预制混凝土空心板 经过了半个世纪的发展，到20世纪80年代，已经有了相当大的规模和精湛的生产工艺。现 在城市中有很多建筑楼板采用的就是预制混凝土空心板，尤其在1970年至1995年施工的 一批建筑物中，预制混凝土空心板的应用比例则更大。在建筑的预算中，有四分之一的开销 用来制作混凝土楼板；而在钢筋混凝土建筑中509Γ60%的重量为楼盖板重量。目前，预制板 出现问题的比例很高，有一部分空心板在长时间的使用过程中，未进行有效的检测防护以 及维修保养，造成了跨中挠度较大、产生较多的裂缝、混凝土碳化、钢筋锈蚀等问题，还有一 部分空心板因为使用功能的改变而导致荷载增加。上述问题都导致构件可靠度降低。目前 现浇混凝土空心板使用范围广泛，但有很多现浇混凝土空心板存在质量缺陷。为了解决这 些问题，提高结构可靠性，应对预制混凝土空心板进行加固。
[0004] 在20世纪80年代，加固技术相对落后，出现问题的空心板往往直接拆除制作整浇 楼板。在2005年，江苏省建筑科学研究院对江苏省农村合作社信息中心YKB40-63型预应 力空心板进行了加固设计，主要是在预应力空心板板底粘贴碳纤维加固布补足板底钢筋， 在预应力空心板上方浇筑钢筋混凝土叠合层，全部施工工期约为20天。在2006年，河北省 建筑科技大学建设办公室针对预制空心楼板加固进行了研究，共提出空心板板底粘贴碳纤 维加固布、空心板板底粘贴加固钢板、空心板孔中加入加劲肋这三种加固方案，方案一如图 2所示，方案二如图3所示，方案三如图4所示。
[0005] 方案一中，用粘结剂将碳纤维布粘贴在空心板板底，方案二中，用螺栓及结构胶将 钢板固定在空心板板底，这两种方案原理相似。在方案三中，应用混凝土切割机将孔上方板 切除，放入永久性模板、钢筋并浇筑混凝土，通过后浇混凝土加劲肋达到加固增强的目的。
[0006] 在2009年，广西工学院莫测先等人应用CFRP板对YKB3363型预应力空心板进行 加固研究。CFRP板是由碳纤维制作的薄板，其具有较高的承载力且可以充分利用碳纤维材 料，将这种材料粘贴在空心板板底，两边用CFRP压布条进行固定，方案示意见图5。该方案 加固原理类似于粘贴碳纤维加固布。
[0007] 在2009年，黑龙江省正平工程咨询有限公司应用粘钢技术对某民用砖混结构空 心板进行了加固处理。工程人员应用加固钢板将受损空心板与承重墙连接，以此提高空心 板安全性,加固剖面见图6。
[0008] 综合以上可知，预制混凝土空心楼板加固方法主要有以下3种方案： (1)拆除原有空心板，将原有梁、柱加固，植入钢筋，重新制作现浇混凝土空心板共同工 作。
[0009] (2)应用加固钢板，将受损空心板与梁、柱、墙等构件连接在一起。
[0010] (3)在原有混凝土空心板板底黏贴FRP碳纤维布、CERP碳纤维板加固材料，再烧筑 一定厚度的混凝土现浇层。
[0011] 上述方案中方案虽然都能解决空心板可靠性不足的问题，但仍有一定缺陷。方案1 需要拆除原有预制板，在室内拆除很不方便而且危险，拆除的建筑垃圾外运不方便，还需要 搭设脚手架来承担施工荷载，如有商铺会影响营业。方案2中施工复杂，钢板承受大部分荷 载，原空心板不能够得到充分利用。方案3施工方便，但叠合层与原有空心板的抗剪切能力 不能得到可靠保证。
[0012]
【发明内容】
： 本发明的目的是提供一种混凝土空心板的凿孔叠合加固方法。
[0013] 上述的目的通过以下的技术方案实现： 一种混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，首先使用混凝土切割装置将需要加固的混凝 土空心板进行切割，在空心板孔的正上方沿标记线切割出凹槽，开凿时缓慢切割，准确控制 切割方向；然后经切割出的凹槽浇筑加固混凝土，最后在混凝土板上方浇筑混凝土叠合层。
[0014] 所述的混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，浇筑加固混凝土前，经凹槽放入提升 混凝土空心板受力性能的加固钢筋，钢筋贴放在孔的底部。
[0015] 有益效果： 在实际工程中，有很多预制混凝土空心板由于长时间使用发生破损、使用荷载发生改 变等原因导致可靠性不足，也有很多现浇混凝土空心板存在质量问题，而目前缺乏既安全 可靠又经济适用的加固方案。针对上述问题，本文率先提出"凿孔增厚"空心板加固方法， 即将预制混凝土空心板孔上方薄壳剔除、放入钢筋并浇筑一定厚度的混凝土叠合层。本发 明的突出优点是充分利用原有空心板，显著地增强叠合面的抗剪切能力，大幅度提高混凝 土空心板的受力性能。孔中新浇筑的混凝土通过凹槽与板上浇筑混凝土形成整体，该整体 与原有空心板充分咬合，如同螺栓一样将叠合层牢固的镶嵌在原有空心板上。这样的受力 机理使叠合面有很高的抗剪切能力，使加固后构件具有良好的整体性。
[0016] 本发明的方案通过了详尽的验证，首先通过普通钢筋预制混凝土空心板、预应力 钢筋预制混凝土空心板、加固预制混凝土空心板的静力荷载试验，对裂缝、承载力、挠度进 行分析。之后，建立所有试件ABAQUS有限元模型进行有限元分析，将有限元结果同试验结 果进行比较。最后，结合规范并提出安全可靠的计算方法，采用理论推导验证叠合面抗剪能 力以及"凿孔增厚"加固构件二次受力下的正截面承载能力。
[0017] 通过以上分析得出如下结论： (1) 试验表明本发明的加固方法具有整体性好、承载力高、刚度大、抗裂性能强、经济型 好、与其他构件结合程度高等显著优点； (2) 本发明加固方法施工简便易操作，施工过程中不需要大面积拆除原有构件、不需 要设置模板，能够有效降低造价，是值得大力推广的预制混凝土空心板加固方法； (3) 本发明的叠合面抗剪切能力有可靠保证，凹槽中混凝土对叠合部分起到了有效的 "销钉"作用，使得结构整体性良好。
[0018]
【专利附图】
【附图说明】： 附图1是本发明凿孔叠合加固后的混凝土空心板的结构示意图。
[0019] 附图2是第一种空心板加固方案不意图。
[0020] 附图3是第二种空心板加固方案示意图。
[0021] 附图4是第三种空心板加固方案示意图。
[0022] 附图5是CFRP加固空心板示意图。
[0023] 附图6是粘钢技术加固空心板示意图。
[0024] 附图7是本发明的切割凹槽完成后空心板的示意图。
[0025] 附图8是本发明的放置钢筋后空心板的示意图。
[0026]
【具体实施方式】： 实施例1 : 一种混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，首先使用混凝土切割装置将需要加固的混凝 土空心板进行切割，在空心板孔的正上方沿标记线切割出凹槽，开凿时缓慢切割，准确控制 切割方向；然后经切割出的凹槽浇筑加固混凝土，最后在混凝土板上方浇筑混凝土叠合层。
[0027] 实施例2 : 根据实施例1所述的混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，浇筑加固混凝土前，经凹槽 放入提升混凝土空心板受力性能的加固钢筋，钢筋贴放在孔的底部，分段或整根放置钢筋， 两段钢筋之间搭接或焊接连接。
[0028] 实施例3 : 实施例1所述的混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，其加固流程如下： 1.开凿凹槽 使用混凝土切割机（也可以使用类似混凝土开凿机械）将需要加固的混凝土空心板进 行切割，在空心板孔的正上方沿标记线切割凹槽。开凿时应注意缓慢切割，方向需要控制准 确，完成后，需要清理孔内的杂物，切割凹槽完成后如图7所示。
[0029] 放置加固钢筋 需要放置加固钢筋的预制板在开凿完成后，经凹槽放入，注意钢筋应尽量贴放在孔的 底部。放置钢筋示意见图8。可分段放置钢筋，在弯矩较小处搭接连接。需要强调的是，若 要求受力性能不需要有大幅度提升，可以不放置加固钢筋，仅仅在凿孔后浇筑加固混凝土 即可。
[0030] 浇筑加固混凝土 根据设计要求浇筑加固混凝土形成叠合板。混凝土强度可根据要求计算确定，混凝土 叠合面为自然粗糙面，不需要进行凿毛处理。
【权利要求】
1. 一种混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，其特征是：首先使用混凝土切割装置将需 要加固的混凝土空心板进行切割，在空心板孔的正上方沿标记线切割出凹槽，开凿时缓慢 切割，准确控制切割方向；然后经切割出的凹槽浇筑加固混凝土，最后在混凝土板上方浇筑 混凝土叠合层。
2. 根据权利要求1所述的混凝土空心板的凿孔叠合加固方法，其特征是：浇筑加固混 凝土前，经凹槽放入提升混凝土空心板受力性能的加固钢筋，钢筋贴放在孔的底部。
【文档编号】E04G23/02GK104060849SQ201410316500
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】刘广义, 王奇 申请人:刘广义, 王奇