预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，包括以下具体步骤：a、根据检测及计算结果在剪力墙上确定加固段，并根据加固段长度选取多根短型钢，所述短型钢外表面上焊接有多个栓钉，在剪力墙上沿其高度方向开型钢槽，并在型钢槽底部的墙体上开局部置换槽；b、布置反力架并安装型钢；c、在局部置换槽中浇筑高强度混凝土，养护，所述下端板与高强度混凝土接触；d、原剪力墙钢筋恢复；e、加载预应力；f、立模板，浇筑，养护；g、拆除反力架。通过上述方式，本发明无需临时支撑，施工方便，可以大大缩短工期，不改变原结构形式，不改变原剪力墙厚度，明显提高剪力墙承载力。
【专利说明】预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑工程【技术领域】，特别是涉及一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法。
【背景技术】
[0002]剪力墙又称抗震墙，是建筑物或构筑物中主要承受水平荷载和竖向荷载的墙体，其性能直接决定了建筑物或构筑物的承载能力和结构安全。
[0003]建筑工程中，可能会遇到既有建筑剪力墙承载力不足的情况，需要加固。目前常用的加固方法及缺陷分别是:
A、置换混凝土加固法:对临时支撑要求较高，工期较长，施工过程安全性较难保证；
B、增大截面加固法:增加剪力墙厚度，减小建筑可用空间；
C、粘贴钢板加固法:剪力墙承载力提高效果不明显，钢板锚固端施工困难。
[0004]因此，有必要开发一种新型的剪力墙加固方法，本申请因此而产生。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，该方法无需临时支撑，施工方便，可以大大缩短工期，不改变原结构形式，不改变原剪力墙厚度，可明显提尚剪力墙承载力。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，包括以下具体步骤:
a、根据检测与计算结果在墙体上确定加固段，并根据加固段长度选取多根短型钢，所述短型钢外表面上焊接有多个栓钉，根据加固段长度在剪力墙上沿其高度方向开型钢槽，并在型钢槽底部的墙体上开局部置换槽；
b、布置反力架并安装型钢，所述反力架包括水平设置的上钢梁和下钢梁，在型钢槽上部剪力墙上开贯穿孔，所述上钢梁从贯穿孔处贯穿剪力墙，所述下钢梁从型钢槽处贯穿剪力墙，上钢梁和下钢梁在同一竖直面上，所述上钢梁和下钢梁之间设置有两个反力部件，两个反力部件分别位于墙体两侧，所述反力部件包括钢管和位于钢管上方的千斤顶，所述钢管支撑在下钢梁上，所述下钢梁中间部位具有一中心孔；
选取第一根短型钢，将其放入型钢槽中，第一根短型钢贯穿中心孔并在中心孔处与下钢梁焊接在一起，第一根短型钢的顶端焊接有上端板，所述上端板与型钢槽的顶端接触，在第一根短型钢下方的型钢槽中依次组装多根短型钢，多根短型钢首尾相接形成长型钢，所述长型钢的底端延伸至局部置换槽处，且该底端上焊接有下端板；
C、在局部置换槽中浇筑高强度混凝土，养护，所述下端板与高强度混凝土接触；
d、原剪力墙钢筋恢复，将施工过程中被割断的钢筋进行恢复连接；
e、启动千斤顶，千斤顶输出端顶住上钢梁，从而对长型钢加载预应力，加载预应力时，采用分级加载； f、在型钢槽外部架设模板，浇筑，养护；
g、养护达到规定强度后，拆卸模板，分级卸荷预应力，拆除反力架，加固完成。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，步骤b中上钢梁的顶面与剪力墙混凝土接触部分用环氧砂浆填实。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述反力架的钢管与下钢梁之间还设置有下垫板。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述千斤顶输出端与上钢梁之间还设置有上垫板。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，步骤g中拆除反力架时，下钢梁直接割断，位于墙体内部的部分留在墙体中；上钢梁整体从贯穿孔处拆卸下来，并将贯穿孔处被割断的钢筋进行恢复连接，再浇筑养护。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述长型钢上的栓钉呈两端密中间疏形式分布。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，步骤b中上钢梁与型钢槽顶端之间的墙体高度为900-1300 毫米。
[0013]在本发明一个较佳实施例中，所述局部置换槽的宽度大于型钢槽的宽度。
[0014]在本发明一个较佳实施例中，所述短型钢采用钢棒、工字钢、H型钢等截面形式。
[0015]在本发明一个较佳实施例中，多根短型钢之间焊接连接。
[0016]本发明的有益效果是:本发明预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，该方法无需临时支撑，施工方便，可以大大缩短工期，不改变原剪力墙厚度，明显提高剪力墙承载力。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
图1是本发明预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法一较佳实施例的施工示意图； 图2是图1的A-A向剖视图；
图3是图1中长型钢的侧视图。
[0018]附图中各部件的标记如下:1、加固段，2、长型钢，3、栓钉，4、锚固段，5、型钢槽，6、上钢梁，7、下钢梁，8、钢管，9、千斤顶，10、上垫板，11、下垫板，12、局部置换槽，13、楼板层，14、上端板，15、下端板。
【具体实施方式】
[0019]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]请参阅图1至图3，本发明实施例包括:
一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，包括以下具体步骤:
a、根据检测结果在墙体上确定加固段1，并根据加固段I长度选取多根短型钢，本实施例中的短型钢以Q345钢棒为例，且直径等于100毫米，所述短型钢外表面上焊接有多个栓钉3，根据加固段长度在剪力墙上沿其高度方向开型钢槽5，并在型钢槽5底部的墙体上开局部置换槽12，所述局部置换槽12的宽度大于型钢槽5的宽度。
[0021]b、布置反力架并安装型钢，所述反力架包括水平设置的上钢梁6和下钢梁7，在型钢槽5上部剪力墙上开贯穿孔，所述上钢梁6从贯穿孔处贯穿剪力墙，所述下钢梁7从型钢槽处贯穿剪力墙，实际施工过程中可以先采用支撑块将下钢梁7支撑在楼板层13上，上钢梁6和下钢梁7在同一竖直面上，所述上钢梁6和下钢梁7之间设置有两个反力部件，两个反力部件分别位于墙体两侧，所述反力部件包括钢管8和位于钢管8上方的千斤顶9，所述钢管8支撑在下钢梁7上，所述钢管8与下钢梁7之间还设置有下垫板11，可以减小钢管8与下钢梁7之间因压强过大而造成的相互损伤，所述下钢梁7中间部位具有一中心孔，上钢梁7的顶面与墙体接触部分用环氧砂浆填实，防止千斤顶加压时压碎墙体。
[0022]优选的，上钢梁6与型钢槽顶端之间的墙体高度为900~1300毫米，保证施工安全。
[0023]选取第一根短型钢，将其放入型钢槽5中，第一根短型钢贯穿中心孔并在中心孔处与下钢梁7焊接在一起，第一根短型钢的顶端焊接有上端板14，所述上端板14与型钢槽5的顶端接触，第一根短型钢位于楼板层以上的长度为650~750毫米，在第一根短型钢下方的型钢槽中依次焊接组装多根短型钢，多根短型钢首尾相接形成长型钢2，长型钢2的上下端为锚固段4，所述长型钢2的底端延伸至局部置换槽12处，且该底端上焊接有下端板15。
[0024]C、在局部置换槽12中浇筑高强度混凝土，养护，所述下端板15与高强度混凝土接触，通过局部置换混凝土，可以避免千斤顶加压时压碎墙体。
[0025]d、原剪力墙钢筋恢复，将施工过程中被割断的钢筋进行恢复连接；
e、启动千斤顶9，千斤顶输出端顶住上钢梁6，由于下钢梁7与长型钢2焊接为一个整体，则向下压型钢，从而对长型钢2加载预应力，加载预应力时，采用分级加载，保证两边同步加载；
f、在型钢槽5外部架设模板，浇筑，养护；
g、养护达到规定强度后，拆卸模板，分级卸荷预应力；拆除反力架，加固完成，拆除反力架时，下钢梁7直接割断，位于墙体内部的部分留在墙体中；上钢梁6整体从贯穿孔处拆卸下来，并将贯穿孔处被割断的钢筋进行恢复连接，再浇筑养护。
[0026]优选的，所述千斤顶输出端与上钢梁6之间还设置有上垫板10，可以减小千斤顶输出端与上钢梁6之间因压强过大而造成的相互损伤。
[0027]所述长型钢2上的栓钉呈两端密中间疏形式分布，栓钉3可以增强长型钢与混凝土的结合强度，具体的，栓钉3在长型钢的周向和长度方向上分布，周向上焊接4个栓钉；长度方向上，加密处间隔100~150毫米，非加密处间隔270~300毫米。
[0028]预应力型钢埋入原结构剪力墙中，型钢的预应力对剪力墙产生拉力作用，从而使原结构剪力墙的压应力减小，达到减小轴压比、增强承载力的目的。
[0029]在实际施工过程中，根据剪力墙的宽度可以在剪力墙中埋入数根预应力型钢，预应力型钢一根埋入结束后，再施工埋入另一根。
[0030]本发明的有益效果是:本发明预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，该方法无需临时支撑，施工方便，可以大大缩短工期，不改变原结构形式，不改变原剪力墙厚度，明显提高剪力墙承载力，根据监测结果，预应力损失在设计值的20%以内，符合设计要求。
[0031]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，包括以下具体步骤: ^根据检测与计算结果在墙体上确定加固段，并根据加固段长度选取多根短型钢，所述短型钢外表面上焊接有多个栓钉，根据加固段长度在剪力墙上沿其高度方向开型钢槽，并在型钢槽底部的墙体上开局部置换槽； I布置反力架并安装型钢，所述反力架包括水平设置的上钢梁和下钢梁，在型钢槽上部剪力墙上开贯穿孔，所述上钢梁从贯穿孔处贯穿剪力墙，所述下钢梁从型钢槽处贯穿剪力墙，上钢梁和下钢梁在同一竖直面上，所述上钢梁和下钢梁之间设置有两个反力部件，两个反力部件分别位于墙体两侧，所述反力部件包括钢管和位于钢管上方的千斤顶，所述钢管支撑在下钢梁上，所述下钢梁中间部位具有一中心孔； 选取第一根短型钢，将其放入型钢槽中，第一根短型钢贯穿中心孔并在中心孔处与下钢梁焊接在一起，第一根短型钢的顶端焊接有上端板，所述上端板与型钢槽的顶端接触，在第一根短型钢下方的型钢槽中依次组装多根短型钢，多根短型钢首尾相接形成长型钢，所述长型钢的底端延伸至局部置换槽处，且该底端上焊接有下端板； 0、在局部置换槽中浇筑高强度混凝土，养护，所述下端板与高强度混凝土接触； 己、原剪力墙钢筋恢复，将施工过程中被割断的钢筋进行恢复连接； 6、启动千斤顶，千斤顶输出端顶住上钢梁，从而对长型钢加载预应力，加载预应力时，采用分级加载； ？、在型钢槽外部架设模板，浇筑，养护； 8、养护达到规定强度后，拆卸模板，分级卸荷预应力，拆除反力架，加固完成。
2.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，步骤6中上钢梁的顶面与剪力墙混凝土接触部分用环氧砂浆填实。
3.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，所述反力架的钢管与下钢梁之间还设置有下垫板。
4.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，所述千斤顶输出端与上钢梁之间还设置有上垫板。
5.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，步骤8中拆除反力架时，下钢梁直接割断，位于墙体内部的部分留在墙体中；上钢梁整体从贯穿孔处拆卸下来，并将贯穿孔处被割断的钢筋进行恢复连接，再浇筑养护。
6.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，所述长型钢上的栓钉呈两端密中间疏形式分布。
7.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，步骤6中上钢梁与型钢槽顶端之间的墙体高度大约为900~1300毫米。
8.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，所述局部置换槽的宽度大于型钢槽的宽度。
9.根据权利要求1所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，所述短型钢采用钢棒、工字钢、II型钢等截面形式。
10.根据权利要求1、2所述的预应力型钢加固剪力墙的设计与施工方法，其特征在于，多根短型钢之间焊接连接。
【文档编号】E04B2/84GK104499608SQ201410788048
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】王华勤, 杨江金, 黄海鲲, 叶华青 申请人:江苏鼎达建筑新技术有限公司, 江苏省建工设计研究院有限公司, 常州市建筑科学研究院股份有限公司