用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的施工方法与流程

本发明属于建筑工程领域，具体地，涉及一种用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构及施工方法。

背景技术：

根据当前的城市规划管理工作要求，有序实施城市修补和有机更新，延续历史文脉，将成为重点。目前，在很多城市普遍存在一些由于资金问题或者不能适应市场需求而造成停工的“烂尾楼”，而类似工程的改造和重新设计，对盘活停工项目、改善城市形象很有必要。同时，在以后的城市化进程中，既有建筑的检测鉴定与加固改造将提上重要的日程。

然而，在现有的加固改造技术中，普遍存在一些诸如加固后使用耐久性、加固施工过程中因为构件拆除而临时性措施不到位引起的安全隐患、加固后抗震性能降低等问题。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的缺陷，本发明结合城市既有工程改造现状，提供一种大跨受力梁加固的抗震叠合结构，不仅能够满足安全适用耐久的要求，同时具备较强的抗震能力，还具有施工成本较低和施工效率较高的优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构，包括：既有结构柱和既有大跨受力梁，既有大跨受力梁支承于既有结构柱上；其中：既有大跨受力梁上设置新增叠合层，新增叠合层内设置型钢，既有大跨受力梁与新增叠合层在新老混凝土交界面处设置抗剪连接钢筋和界面构造钢筋。

优选地，新增叠合层内设置新增叠合层外圈封闭箍筋、新增叠合层内部倒U 形箍筋、新增叠合层底筋、新增叠合层顶筋以及新增叠合层腰筋，其中新增叠合层内部倒U形箍筋与抗剪连接钢筋焊接，新增叠合层外圈封闭箍筋和新增叠合层内部倒U形箍筋的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋的总断面面积。

优选地，新增叠合层位于既有结构柱上的位置设置转换基础。

优选地，新增叠合层上设置新增上部柱子。

优选地，所述新老混凝土交界面处设置的抗剪连接钢筋和界面构造钢筋，应根据使用需要进行计算确定。

上用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的施工方法，步骤如下：

(1)、在既有大跨受力梁与新增叠合层之间进行新老混凝土交界面处理，去除原有混凝土疏松、破损及表面碳化层，形成凹凸差不小于6mm的粗糙面；

(2)、在新增叠合层与既有结构板交界的区域，种植界面构造钢筋；

(3)、在新增叠合层与既有大跨受力梁交界的区域，根据计算受力需要，种植抗剪连接钢筋，其中抗剪连接钢筋的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋的总断面面积；

(4)、根据计算受力分析，在新增叠合层内设置型钢；

(5)、根据计算受力分析，在新增叠合层内设置新增叠合层外圈封闭箍筋、新增叠合层内部倒U形箍筋、新增叠合层底筋、新增叠合层顶筋以及新增叠合层腰筋，其中新增叠合层内部倒U形箍筋应与抗剪连接钢筋进行焊接，新增叠合层外圈封闭箍筋和新增叠合层内部倒U形箍筋的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋的总断面面积；

(6)、在叠合结构整体计算分析和新增叠合层截面设计中，应使得既有大跨受力梁底筋能满足承载力要求，以保证既有大跨受力梁无需再进行加固处理；

(7)、待验收工作完成后，进行模板安装工作，模板标高、位置、尺寸应准确符合设计要求，支撑和模板固定可靠，模板拼缝严密；

(8)、浇筑混凝土，振捣，养护。

优选地，采用人工凿毛法或高压水射法进行新老混凝土交界面处理。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、通过提出新老混凝土交界面处理要求和设置界面构造钢筋，以保证新老混凝土共同工作；

2、通过在新老混凝土交界面处设置抗剪连接钢筋，保证叠合结构在交界面处的抗剪承载力，最终保证叠合结构的整体抗弯承载力；

3、在新增叠合层内通过设置型钢，来提高整体叠合结构的抗剪能力，增加叠合结构的抗震延性，以满足大跨受力梁加高后抗震加密区变长的需要；

4、无需对既有结构进行构件拆除，由于既有结构具备一定的承载能力而无需进行临时性的施工安全支撑措施，不仅降低了施工成本，还提高了施工效率。

附图说明

图1是用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的平面示意图；

图2是用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的立面示意图；

图3是用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的剖面示意图；

图中：1、既有结构柱，2、既有大跨受力梁，3、新增叠合层，4、型钢，5、转换基础，6、新增上部柱子，7、既有大跨受力梁箍筋，8、既有大跨受力梁底筋，9、既有大跨受力梁顶筋，10、既有结构板，11、新老混凝土交界面，12、抗剪连接钢筋，13、界面构造钢筋，14、新增叠合层外圈封闭箍筋，15、新增叠合层内部倒U形箍筋，16、新增叠合层底筋，17、新增叠合层顶筋，18、新增叠合层腰筋。

具体实施方式

如图1、2、3所示，用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构，包括：既有结构柱1和既有大跨受力梁2，既有大跨受力梁2支承于既有结构柱1上；既有大跨受力梁2上设置新增叠合层3，以增加梁有效截面高度；新增叠合层3 内设置型钢4，以提高整体叠合结构的抗剪能力，增加叠合结构的抗震延性，满足大跨受力梁加高后抗震加密区变长的需要；既有大跨受力梁2与新增叠合层3 在新老混凝土交界面11处设置抗剪连接钢筋12和界面构造钢筋13，以进行有效连接。

新增叠合层3内设置新增叠合层外圈封闭箍筋14、新增叠合层内部倒U形箍筋15、新增叠合层底筋16、新增叠合层顶筋17以及新增叠合层腰筋18，其中新增叠合层内部倒U形箍筋15与抗剪连接钢筋12焊接，新增叠合层外圈封闭箍筋14和新增叠合层内部倒U形箍筋15的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋7的总断面面积。

新增叠合层3位于既有结构柱1上的位置设置转换基础5。

新增叠合层3上设置新增上部柱子6，新增上部柱子6可根据上部建筑使用需要进行布置，具有较大的自由性。

所述新老混凝土交界面处理时，应根据使用需要采取相应处理方法，并满足设计提出的处理质量要求。

所述新老混凝土交界面处设置的抗剪连接钢筋和界面构造钢筋，应根据使用需要进行计算确定。

上述用于既有结构大跨受力梁加固的抗震叠合结构的施工方法，步骤如下：

(1)、在既有大跨受力梁2与新增叠合层3之间进行新老混凝土交界面处理，比如采用人工凿毛法或高压水射法，去除原有混凝土疏松、破损及表面碳化层，形成凹凸差不小于6mm的粗糙面；

(2)、在新增叠合层3与既有结构板10交界的区域，种植界面构造钢筋13，以保证新老混凝土共同工作；

(3)、在新增叠合层3与既有大跨受力梁2交界的区域，根据计算受力需要，种植抗剪连接钢筋12，保证叠合结构在交界面处的抗剪承载力，最终保证叠合结构的整体抗弯承载力，其中抗剪连接钢筋12的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋7的总断面面积；

(4)、根据计算受力分析，在新增叠合层内设置型钢4，以提高整体叠合结构的抗剪能力，增加叠合结构的抗震延性，进而满足大跨受力梁加高后抗震加密区变长的需要；

(5)、根据计算受力分析，在新增叠合层3内设置新增叠合层外圈封闭箍筋 14、新增叠合层内部倒U形箍筋15、新增叠合层底筋16、新增叠合层顶筋17 以及新增叠合层腰筋18，其中新增叠合层内部倒U形箍筋15应与抗剪连接钢筋 12进行焊接，新增叠合层外圈封闭箍筋14和新增叠合层内部倒U形箍筋15的总断面面积不能小于既有大跨受力梁箍筋7的总断面面积；

(6)、在叠合结构整体计算分析和新增叠合层3截面设计中，应使得既有大跨受力梁底筋8能满足承载力要求，以保证既有大跨受力梁2无需再进行加固处理。

(7)、待验收工作完成后，进行模板安装工作，模板标高、位置、尺寸应准确符合设计要求，支撑和模板固定可靠，模板拼缝严密。

(8)、混凝土浇筑时，应连续浇筑一次成型，如必须间歇，间歇时间尽量缩短，并在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。振捣时，应避免振动棒碰撞模板，如模板、支架发生变形移位时立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前休整完好。混凝土浇筑完毕待终凝时应开始洒水养护，具体可根据混凝土塌落度、气温等情况综合确定。

本发明避免了传统的加固改造中对既有结构的破坏过程，并省去了很多临时性的施工安全措施，降低了施工成本，提高了施工效率，并较大地增强了加固改造后结构的承载能力，满足后期使用耐久性要求和抗震延性要求；不仅能够提高既有结构的承载能力，满足后期使用安全性、耐久性要求和抗震延性要求，还具有施工成本较低和施工效率较高的优点。