H型钢加固混凝土楼板的方法与流程

本发明涉及土木建筑技术领域，尤其涉及利用h型钢对混凝土楼板进行加固的方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，人们对生产、生活空间的要求越来越高，虽然重新建造建筑物能够满足人们生产生活所需要的大跨度、大空间，但是这会造成极大的浪费。因此，既有建筑加固改造的方法被普遍接受。该方法可以通过较少的投资、较短的时间来解决问题。对旧建筑物进行使用功能的提升是目前普遍存在的现象，但功能提升带来的最大问题是楼面荷载的改变，若楼面荷载大幅度增加，原有楼板设计的承载力、变形等要求将不能满足。因此，需要对原有楼板进行适当的加固处理。

楼板加固的方法很多，例如增加楼板厚度、板底粘贴碳纤维或钢板的方法等。当楼板上荷载增加较大或楼板跨度较大时，可采用在板下增设梁，减小板的跨度，从而减小板的内力的方法进行加固处理。楼板下增设混凝土梁需要在楼板顶面钻孔，浇筑混凝土或灌浆料，施工难度较大；湿作业工作量大，施工周期长；经济上投资成本较大。而楼板底面增设h型钢梁工艺简单，施工方便，施工周期短。但是现有的在楼板底面增设h型钢梁的方法中，并未将楼板和h型钢有效连接形成一个整体共同受力。因此，研发一种能够共同工作、整体受力的楼板h型钢加固方法，不仅会降低成本，更会增加楼板的安全性能。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供h型钢加固混凝土楼板的方法。本发明是通过改进楼板和h型钢梁的连接措施，提高楼板受力性能的加固方法，实现了楼板和h型钢之间作为一个整体共同受力的效果，大大提高了楼板的安全性。

本发明的目的之一是提供一种穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法。

本发明的目的之二是提供一种板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法。

本发明的目的之三是提供上述两种加固混凝土楼板的方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

(1)按设计位置在楼板上竖向打孔，孔深以穿透楼板为准，且孔径比穿过该孔的螺杆直径大；

(2)在楼板的上表面打孔位置安装钢垫板，钢垫板的宽度和长度与需要固定的h型钢梁上翼缘相同；钢垫板安装前需要打孔，该孔与楼板上孔的大小和位置相匹配；

(3)将螺杆穿入楼板和垫板的孔内，并在螺杆位于楼板上表面的一端旋入螺母，从而将螺杆固定在楼板和垫板的孔内，螺杆位于楼板下表面的一端准备安装h型钢梁；

(4)在支撑楼板的混凝土梁内侧打螺栓孔，用于侧面固定h型钢梁；

(5)制作节点板，并在节点板上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板固定在支撑楼板的混凝土梁内侧；

(6)在h型钢梁的上翼缘打孔，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆直径大；

(7)将h型钢梁的两端固定在节点板上，保证钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁和楼板上固定螺栓位置相对应；

(8)在h型钢梁上翼缘顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶，起到找平和粘结的作用；

(9)将h型钢梁的上翼缘的孔和步骤(3)中的螺杆位于楼板下表面的一端对齐，使螺杆穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母拧紧，同时拧紧螺杆另一端的螺母，从而将h型钢梁固定在楼板的下表面，即可。

步骤(1)中，所述孔径比对应的螺栓直径大1mm～2mm；以便于螺栓顺利穿过孔，方便施工。

步骤(2)中，所述钢垫板为4-7mm。本发明设计的钢垫板的主要作用是将螺栓的集中荷载均匀地传递到混凝土楼板上，以防止因楼板不平整造成应力集中等问题的发生。

步骤(6)中，所述孔的孔径比穿过该孔的螺杆直径大1mm～2mm。

步骤(7)中，所述h型钢梁的两端固定在节点板上的方法为焊接。

其次，本发明公开一种板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

1)按设计位置在楼板的下表面上竖直向上打孔，孔深小于板厚度，且孔径比穿过该孔的螺杆直径大，清孔后，在孔内灌入结构胶；

2)将螺杆的一端植入步骤1)中的孔内，螺杆的另一端准备安装h型钢梁；

3)在支撑楼板的混凝土梁内侧打螺栓孔，用于侧面固定h型钢梁；

4)制作节点板，并在节点板上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板固定在支撑楼板的混凝土梁内侧；

5)在h型钢梁的上翼缘打孔，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆直径大；

6)将h型钢梁的两端固定在节点板上，保证钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁和楼板上固定螺栓位置相对应；

7)在h型钢梁上翼缘顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶，起到找平和粘结的作用；

8)将h型钢梁的上翼缘的孔和步骤(3)中的螺杆位于楼板下表面的一端对齐，使螺杆穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母拧紧，从而将h型钢梁固定在楼板的下表面，即可。

步骤1)中，所述孔径比对应的螺栓直径大1mm～2mm；以便于螺栓顺利穿过孔，方便施工。

步骤1)中，所述孔深为楼板厚度的70-75％。

步骤5)中，所述孔的孔径比穿过该孔的螺杆直径大1mm～2mm。

步骤6)中，所述h型钢梁的两端固定在节点板上的方法为焊接。

进一步地，本发明的h型钢加固混凝土楼板的方法中，所述螺杆的直径为10mm。

进一步地，本发明的h型钢加固混凝土楼板的方法中，所述螺杆在楼板上的分布方式为：在靠近板两端支座1/3跨度范围内，螺杆沿h型钢梁跨度方向的间距小于楼板厚度t，跨中1/3跨度范围内，螺杆间距小于2t。

进一步地，本发明的h型钢加固混凝土楼板的方法中，在垂直h型钢梁跨度方向螺杆设置两排，且两排螺杆的位置在h型钢梁腹板两侧的上翼缘中央处，对应地，楼板上的孔也设置为两排。

进一步地，本发明的h型钢加固混凝土楼板的方法中，所述节点板外边缘比h型钢梁边缘向外扩出20～30mm。

最后，本发明公开了上述穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法和板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法在建筑工程领域中的应用。

与现有技术相比，本发明提取得了以下有益效果：

(1)本发明是通过改进楼板和h型钢梁的连接措施，提高楼板受力性能的加固方法，实现了楼板和h型钢之间作为一个整体共同受力的效果，大大提高了楼板的安全性。

(2)本发明通过螺栓将h型钢梁和混凝土楼板连接为一个整体，能够确保两者共同受力，明显提高了被加固楼板的承载力(普通板底黏贴碳纤维的方法能提高板的承载力10％～20％，而本发明的方法能提高30％以上)。另外，本发明的施工方法比现浇混凝土梁的方法工艺简单，速度快。更适合加固工程中应用。

(3)本发明的板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法不会影响到楼板的顶面，因此楼板面层不需要清除。

(4)本发明的穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法需要对面层清理，但更适合于楼板厚度较小的情况(小于100mm)，板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法需要植入的螺栓有足够的锚固深度，楼板厚度较小不利于螺栓锚固。另外，穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法还省去了清孔、注胶等工序。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为被加固楼板的剖面图。

图2为h型钢梁的侧视图。

图3为h型钢梁的截面图。

图4为h型钢梁的俯视图。

图5为h型钢梁上翼缘打孔后俯视图。

图6为h型钢梁上翼缘打孔后截面图。

图7为实施例1穿透楼板螺栓固定法打孔结构示意图。

图8为实施例1用穿透楼板螺栓固定法固定h型钢梁加固楼板后的侧视图。

图9为实施例1用穿透楼板螺栓固定法固定h型钢梁加固楼板后的截面图。

图10为实施例2板底植栓螺栓固定法打孔结构示意图。

图11为实施例2用板底植栓螺栓固定法固定h型钢梁加固楼板后的侧视图。

图12为实施例2用板底植栓螺栓固定法固定h型钢梁加固楼板后的截面图。

图13为h型钢梁端部与节点板连接固定结构示意图。

附图中标记分别代表：1-楼板、2-支撑楼板的混凝土梁、3-h型钢梁的上翼缘、4-h型钢梁的腹板、5-h型钢梁的下翼缘、6-穿透楼板的孔、7-混凝土梁打入的植栓孔、8-板底打入的植栓孔、9-h型钢梁上翼缘打孔、10-螺母、11-结构胶层、12-钢垫板、13-螺杆、14-节点板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，但是现有的在楼板底面增设h型钢梁的方法中，并未将楼板和h型钢有效连接形成一个整体共同受力。因此，研发一种能够共同工作、整体受力的楼板h型钢加固方法，不仅会降低成本，更会增加楼板的安全性能；为此，本发明提供了h型钢加固混凝土楼板的方法，下面结合附图及具体的实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1-9、13所示，一种穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

(1)按设计位置在楼板1上竖向开设打穿透楼板的孔6，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大1mm；

(2)在楼板1的上表面打孔位置安装4mm厚的钢垫板12，钢垫板12的宽度和长度与需要固定的h型钢梁上翼缘3相同；钢垫板12安装前需要打孔，该孔与楼板1上孔的大小和位置相匹配；

(3)将螺杆13穿入楼板和垫板的孔内，并在螺杆13位于楼板上表面的一端旋入螺母10，从而将螺杆13固定在楼板和垫板的孔内，螺杆13位于楼板下表面的一端准备安装h型钢梁，所述h型钢梁由h型钢梁的上翼缘3、h型钢梁的腹板4、h型钢梁的下翼缘5组成，如图3所示；

(4)在支撑楼板的混凝土梁2内侧打螺栓孔(混凝土梁打入的植栓孔7)，用于侧面固定h型钢梁；

(5)制作节点板14，并在节点板14上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板14固定在支撑楼板的混凝土梁内侧；

(6)在h型钢梁的上翼缘打孔(h型钢梁上翼缘打孔9)，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大1mm；

(7)将h型钢梁的两端焊接在节点板14上，保证h型钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁2和楼板1上固定螺栓位置相对应；

(8)在h型钢梁上翼缘3顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶层11，起到找平和粘结的作用；

(9)将h型钢梁的上翼缘的孔(h型钢梁上翼缘打孔9)和步骤(3)中的螺杆13位于楼板1下表面的一端对齐，使螺杆13穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母10拧紧，同时拧紧螺杆13另一端的螺母10，从而将h型钢梁固定在楼板1的下表面，即可。

本实施例中，所述螺杆13的直径为10mm，所述螺杆13在楼板1上的分布方式为：在靠近板两端支座1/3跨度范围内，螺杆沿h型钢梁跨度方向的间距小于楼板厚度t，跨中1/3跨度范围内，螺杆间距小于2t。在垂直h型钢梁跨度方向螺杆13设置两排，且两排螺杆的位置在h型钢梁腹板两侧的上翼缘中央处，对应地，楼板1上的穿透楼板的孔6也设置为两排。所述节点板外边缘比h型钢梁边缘向外扩出30mm。

实施例2

如图1-9、13所示，一种穿透楼板螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

(1)按设计位置在楼板1上竖向开设打穿透楼板的孔6，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大2mm；

(2)在楼板1的上表面打孔位置安装7mm厚的钢垫板12，钢垫板12的宽度和长度与需要固定的h型钢梁上翼缘3相同；钢垫板12安装前需要打孔，该孔与楼板1上孔的大小和位置相匹配；

(3)将螺杆13穿入楼板和垫板的孔内，并在螺杆13位于楼板上表面的一端旋入螺母10，从而将螺杆13固定在楼板和垫板的孔内，螺杆13位于楼板下表面的一端准备安装h型钢梁，所述h型钢梁由h型钢梁的上翼缘3、h型钢梁的腹板4、h型钢梁的下翼缘5组成，如图3所示；

(4)在支撑楼板的混凝土梁2内侧打螺栓孔(混凝土梁打入的植栓孔7)，用于侧面固定h型钢梁；

(5)制作节点板14，并在节点板14上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板14固定在支撑楼板的混凝土梁2内侧；

(6)在h型钢梁的上翼缘打孔(h型钢梁上翼缘打孔9)，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大2mm；

(7)将h型钢梁的两端焊接在节点板14上，保证h型钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁2和楼板1上固定螺栓位置相对应；

(8)在h型钢梁上翼缘3顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶层11，起到找平和粘结的作用；

(9)将h型钢梁的上翼缘的孔(h型钢梁上翼缘打孔9)和步骤(3)中的螺杆13位于楼板1下表面的一端对齐，使螺杆13穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母10拧紧，同时拧紧螺杆13另一端的螺母10，从而将h型钢梁固定在楼板1的下表面，即可。

本实施例中，所述螺杆13的直径为10mm，所述螺杆13在楼板1上的分布方式为：在靠近板两端支座1/3跨度范围内，螺杆沿h型钢梁跨度方向的间距小于楼板厚度t，跨中1/3跨度范围内，螺杆间距小于2t。在垂直h型钢梁跨度方向螺杆13设置两排，且两排螺杆的位置在h型钢梁腹板两侧的上翼缘中央处，对应地，楼板1上的穿透楼板的孔6也设置为两排。所述节点板外边缘比h型钢梁边缘向外扩出20mm。

实施例3

如图1-6和10-13所示，一种板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

1)按设计位置在楼板1的下表面上竖直向上开设板底打入的植栓孔8，所述板底打入的植栓孔8的孔深为楼板1的厚度的75％；且板底打入的植栓孔8的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大2mm；清孔后，在孔内灌入结构胶；

2)将螺杆13的一端植入步骤1)中的打穿透楼板的孔6内，螺杆13的另一端准备安装h型钢梁；所述h型钢梁由h型钢梁的上翼缘3、h型钢梁的腹板4、h型钢梁的下翼缘5组成，如图3所示；

3)在支撑楼板的混凝土梁2内侧打螺栓孔(混凝土梁打入的植栓孔7)，用于侧面固定h型钢梁；

4)制作节点板14，并在节点板14上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板14固定在支撑楼板的混凝土梁2内侧；

5)在h型钢梁的上翼缘打孔(h型钢梁上翼缘打孔9)，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大2mm；

6)将h型钢梁的两端焊接在节点板14上，保证h型钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁2和楼板1上固定螺栓位置相对应；

7)在h型钢梁上翼缘3顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶层11，起到找平和粘结的作用；

8)将h型钢梁的上翼缘的孔(h型钢梁上翼缘打孔9)和步骤(3)中的螺杆13位于楼板1下表面的一端对齐，使螺杆13穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母10拧紧，从而将h型钢梁固定在楼板1的下表面，即可。

本实施例中，所述螺杆13的直径为10mm，所述螺杆13在楼板1上的分布方式为：在靠近板两端支座1/3跨度范围内，螺杆沿h型钢梁跨度方向的间距小于楼板厚度t，跨中1/3跨度范围内，螺杆间距小于2t。在垂直h型钢梁跨度方向螺杆13设置两排，且两排螺杆的位置在h型钢梁腹板两侧的上翼缘中央处，对应地，楼板1上的穿透楼板的孔6也设置为两排。所述节点板外边缘比h型钢梁边缘向外扩出20mm。

实施例4

如图1-6和10-13所示，一种板底植栓螺栓固定法加固混凝土楼板的方法，包括如下步骤：

1)按设计位置在楼板1的下表面上竖直向上开设板底打入的植栓孔8，所述板底打入的植栓孔8的孔深为楼板1的厚度的70％；且板底打入的植栓孔8的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大1mm；清孔后，在孔内灌入结构胶；

2)将螺杆13的一端植入步骤1)中的打穿透楼板的孔6内，螺杆13的另一端准备安装h型钢梁；所述h型钢梁由h型钢梁的上翼缘3、h型钢梁的腹板4、h型钢梁的下翼缘5组成，如图3所示；

3)在支撑楼板的混凝土梁2内侧打螺栓孔(混凝土梁打入的植栓孔7)，用于侧面固定h型钢梁；

4)制作节点板14，并在节点板14上打孔，孔的位置与支撑楼板的混凝土梁内侧的孔相匹配，通过螺栓将节点板14固定在支撑楼板的混凝土梁2内侧；

5)在h型钢梁的上翼缘打孔(h型钢梁上翼缘打孔9)，该孔与楼板上孔的大小和位置相一致，且该孔的孔径比穿过该孔的螺杆13直径大12mm；

6)将h型钢梁的两端焊接在节点板14上，保证h型钢梁安装位置与支撑楼板的混凝土梁2和楼板1上固定螺栓位置相对应；

7)在h型钢梁上翼缘3顶面与楼板的接触，面涂刷一层结构胶层11，起到找平和粘结的作用；

8)将h型钢梁的上翼缘的孔(h型钢梁上翼缘打孔9)和步骤(3)中的螺杆13位于楼板1下表面的一端对齐，使螺杆13穿过h型钢梁的上翼缘的孔，旋入螺母10拧紧，从而将h型钢梁固定在楼板1的下表面，即可。

本实施例中，所述螺杆13的直径为10mm，所述螺杆13在楼板1上的分布方式为：在靠近板两端支座1/3跨度范围内，螺杆沿h型钢梁跨度方向的间距小于楼板厚度t，跨中1/3跨度范围内，螺杆间距小于2t。在垂直h型钢梁跨度方向螺杆13设置两排，且两排螺杆的位置在h型钢梁腹板两侧的上翼缘中央处，对应地，楼板1上的穿透楼板的孔6也设置为两排。所述节点板外边缘比h型钢梁边缘向外扩出30mm。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。