无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法与流程

本发明涉及地下工程改扩建，特别涉及无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法。

背景技术：

1、无梁楼盖体系是一种楼板不设梁而直接支承在柱子上、楼面荷载直接通过柱子传至基础的结构体系，也常被称为“板柱体系”。

2、由于上述类型结构体系中不存在结构梁向下凸出板面，楼层净空条件较好，在诸如地下车库等柱跨不大且楼层高度较小的工程中，有明显优势，故一度得到广泛应用。

3、然而，上述体系安全储备较小，近年来无梁体系地下室发生楼板断裂、结构垮塌的安全事故频繁，国家规范《建筑抗震设计规范》gb 50011-2010(2016年版)中更是明确指出地下结构顶板宜采用梁板结构，因此在新建地下建筑中无梁楼盖体系已很少使用。

4、根据工程惯例，一旦开展既有结构改造，相关改造的设计、施工均应满足改造实施阶段的有效规范，所以若采用无梁楼盖体系的既有地下室涉及结构改造时，其顶板需要被改造为梁板体系。

5、但在实际应用中，涉及改造地下室往往已投入运营多年，既有地下室顶板上方并无土方开挖、结构凿毛、钢筋施工、混凝土浇筑等作业的实施条件，而地下室内部各类管线充斥在吊顶范围内，若改造需要管线搬迁，造价高、工期长且可操作性很差。

6、因此，如何既能够实现无需在地下室顶板上方施工，又不需要搬迁地下室内部管线成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法，实现的目的是在施工过程中既能够实现无需在地下室顶板上方施工，又不需要搬迁地下室内部管线。

2、为实现上述目的，本发明公开了无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法，包括如下步骤：

3、步骤1、确认需要改造的地下室的顶板下的既有管线间存在设置腹杆的位置，并实测所述顶板的吊顶高度；

4、步骤2、对改建后形成的钢-混凝土组合结构梁进行整体结构计算；

5、所述钢-混凝土组合结构梁包括所述顶板的结构楼板，沿所述地下室的每两根相邻的柱之间最短距离的两侧设置的若干腹杆，以及位于所述吊顶高度沿相应的两根所述柱的中心连线设置的下弦杆；

6、经过所述整体结构计算获得所述下弦杆的计算轴向拉力f和每一所述腹杆与所述顶板之间的剪力qi、qi、q3、…qi；其中，i为大于等于1的自然数；

7、步骤3、在所述顶板下设置所有所述腹杆；

8、每一所述腹杆与所述顶板之间均采用锚栓连接；

9、每一所述腹杆与所述顶板之间的连接节点处的所述锚栓数量ni均根据如下公式计算：

10、

11、其中，ni为第i个所述腹杆与所述顶板之间连接节点处所需锚栓数量，当计算所得数据有余数时，向上取整；

12、τ为第i个所述腹杆与所述顶板之间连接节点处单个所述锚栓的抗剪强度设计值；

13、β为抗剪安全调整系数；

14、步骤4、设置所述下弦杆，将所述下弦杆与所有所述腹杆连接，并通过所述锚栓与所述柱连接；

15、所述下弦杆与所述柱之间的连接点处的所述锚栓数量m根据如下公式计算：

16、

17、其中，m为所述下弦杆与所述柱之间的连接点处的所述锚栓数量，当计算所得数据有余数时，向上取整；

18、σ所述下弦杆与所述柱之间的连接点处的抗拉强度设计值；

19、λ为抗拉安全调整系数；

20、步骤5、在所有所述腹杆所在的平面设置若干交叉斜杆和若干水平系杆。

21、优选的，所述下弦杆和每一所述腹杆均为h型钢；每一所述交叉斜杆均为l40*3等边角钢；每一所述水平系杆均为l20*3双拼等边角钢。

22、优选的，β＝1.71/ft；其中，ft为所述顶板的混凝土强度；当计算获得的β小于1时，β的取值为1。

23、优选的，所述下弦杆与所有所述腹杆之间采用等强度焊接固定。

24、优选的，λ＝0.01fst/ft；其中，fst为所述下弦杆与所述柱之间的所述锚栓的抗拉设计强度，ft为所述顶板的混凝土强度；当计算获得的λ小于1时，λ的取值为1。

25、优选的，每一所述交叉斜杆和每一所述水平系杆与相应的所述腹杆和相应的所述下弦杆之间均采用焊接方式连接。

26、优选的，完成步骤5后，对所有外露的金属部位均施作防腐措施。

27、本发明的有益效果：

28、本发明的应用填补了行业内无梁楼盖体系调整改造方面的技术空白，是一种应用了预制装配技术的全新地下工程改扩建绿色低碳建设手段，推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。

29、本发明所有作业均在地下室内部完成，无需地面土方开挖、结构凿毛、钢筋施工、混凝土浇筑等，结构改造全过程都不会影响地面道路的通行以及地面广场的运营。

30、本发明实施无需搬迁或中断地下室吊顶内各类管线，故施工过程不影响既有地下室机电设备系统的正常使用。

31、本发明中新建构件不低于吊顶，故不降低原楼层实际使用净高。

32、本发明中使用的所有新增钢结构构件，如腹杆、下弦杆、预埋件等均可采用工厂预制并运至现场，相关连接节点均可通过现场焊接或锚栓拼装即可完成，可实现工业化快速施工，符合建筑业低碳绿色的发展趋势，且无扬尘、低噪音，文明施工效果好。

33、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法；其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，所述下弦杆(5)和每一所述腹杆(4)均为h型钢；每一所述交叉斜杆(9)均为l40*3等边角钢；每一所述水平系杆(9)均为l20*3双拼等边角钢。

3.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，β＝1.71/ft；其中，ft为所述顶板(1)的混凝土强度；当计算获得的β小于1时，β的取值为1。

4.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，所述下弦杆(5)与所有所述腹杆(4)之间采用等强度焊接固定。

5.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，λ＝0.01fst/ft；其中，fst为所述下弦杆(5)与所述柱(7)之间的所述锚栓的抗拉设计强度，ft为所述顶板(1)的混凝土强度；当计算获得的λ小于1时，λ的取值为1。

6.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，每一所述交叉斜杆(9)和每一所述水平系杆(9)与相应的所述腹杆(4)和相应的所述下弦杆(5)之间均采用焊接方式连接。

7.根据权利要求1所述的无梁楼盖体系地下室顶板(1)改造为梁板体系的施工方法，其特征在于，完成步骤5后，对所有外露的金属部位均施作防腐措施。

技术总结
本发明公开了无梁楼盖体系地下室顶板改造为梁板体系的施工方法，包括如下步骤：1、确认需要改造的地下室的顶板下的既有管线间存在设置腹杆的位置，并实测顶板的吊顶高度；2、对改建后形成的钢‑混凝土组合结构梁进行整体结构计算；3、在顶板下设置所有腹杆；4、设置下弦杆，将下弦杆与所有腹杆连接，并通过锚栓与地下室的柱连接；5、在所有腹杆所在的平面设置若干交叉斜杆和若干水平系杆。本发明的应用填补了行业内无梁楼盖体系调整改造方面的技术空白，是一种应用了预制装配技术的全新地下工程改扩建绿色低碳建设手段，推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。

技术研发人员：张中杰,吕培林,郭振坤,郑雅莉,王浩然,吴航,陈加核,刘书
受保护的技术使用者：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11