既有建筑改造免水平构件植筋设计与施工方法与流程

本发明提供一种既有建筑改造免水平构件植筋设计与施工方法，属于既有建筑改造设计与施工，适用于中厅、车库、阳台等大空间结构增层改造设计与施工。

背景技术：

1、近年来，为了提高既有建筑物的空间利用率，对既有建筑进行改造已成为普遍现象。但是现有的结构改造施工中水平构件都是采用打孔植筋的施工方式。框架梁采用植筋方式，破坏梁柱节点核心区结构，楼板在框架梁上植筋，破坏了梁的受压区，存在对既有结构造成破坏的弊端，削弱既有结构的承载力，并且植筋胶随着时间推移，植筋胶老化容易松动，并且产生裂缝现象，严重影响结构设计使用年限。

2、中国专利cn110565974a公开一种既有建筑结构的改造方法，水平构件采用植筋方式后，为满足结构承载力要求，采用增大原有混凝土柱截面，并对混凝土梁、板粘贴碳纤维加固的方法。此方法不仅改变原有结构的整体受力状态，改变荷载传递路径，并且破坏原有结构、施工综合费用高，存在缩短结构设计使用年限等问题。

3、中国专利cn216973761u公开一种新建框架梁与既有框架柱的连接节点及梁柱结构，是采用若干锚栓将竖板与既有框架柱进行连接，锚栓施工过程会造成梁柱核心区混凝土结构破坏，易产生裂缝，且锚栓有脱离混凝土结构失效的风险，影响建筑物整体使用寿命，并且在竖板上焊接环板与梁纵向受力筋进行焊接连接，质量可控性差，施工质量无法保证，此种施工方法综合费用高，存在缩短结构设计使用年限等问题。

4、综上所述，既有建筑改造设计与施工已经成为一项亟待解决的全国性关键技术难题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种既有建筑改造免水平构件植筋设计与施工方法，安全可靠、科学经济、节能环保、操作简便，通过新建梁柱形成框架承载体系，通过科学计算确定新建结构构件承载力，从而避免既有结构梁柱结构核心区、原有框架梁结构受压区植筋破坏，并且比传统技术节约施工综合费用1/3以上。

2、本发明所述的既有建筑改造免水平构件植筋设计与施工方法，包括以下步骤：

3、一、绘制新建结构施工图

4、1、根据改造空间用途，绘制新建楼板平面位置并标注新建楼板平面尺寸，拟定新建楼板标高；

5、2、拟定新建框架梁位置

6、2.1、沿新建楼板长度方向，在新建楼板两侧均设置纵向新建框架梁，位于内侧的纵向新建框架梁与相邻的既有结构梁贴紧设置，纵向新建框架梁与既有结构梁高度一致；

7、2.2、根据新建楼板宽度以及房间功能区的划分，沿新建楼板宽度方向以及功能区划分位置设置横向新建框架梁，位于内侧的横向新建框架梁与相邻的既有结构梁贴紧设置，横向新建框架梁与既有结构梁高度一致；

8、2.3、纵向新建框架梁和横向新建框架梁构成新建框架梁，新建框架梁作为新建楼板的支座，将新建楼板的水平钢筋分别锚入对应位置的纵向新建框架梁和横向新建框架梁内；

9、3、拟定新建框架柱位置

10、在纵向新建框架梁与横向新建框架梁十字交点部位，增加新建框架柱，新建框架柱作为新建框架梁的支座，分别将纵向新建框架梁和横向新建框架梁的钢筋锚入新建框架柱内；

11、二、新建结构荷载计算

12、1、新建楼板荷载标准值计算

13、1.1、楼面装饰层均布恒荷载标准值按下式计算：gk＝ρ1×h1

14、式中：gk—楼面装饰层均布恒荷载标准值，单位：kn/㎡；

15、ρ1—楼面装饰层自重，单位：kn/m3；

16、h1—楼面装饰层厚度，单位：m；

17、1.2、新建楼板荷载标准值按下式计算：q1＝gk+qk

18、式中：q1—新建楼板荷载标准值，单位：kn/㎡；

19、gk—楼面装饰层均布恒荷载标准值，单位：kn/㎡；

20、qk—楼面均布活荷载标准值，按规范取2.5kn/㎡；

21、2、新建框架梁荷载标准值组合计算

22、2.1、围护结构线荷载标准值按下式计算：qk1＝ρ2×h2×b1

23、式中：qk1—围护结构线荷载标准值，单位：kn/m；

24、ρ2—围护结构自重，单位：kn/m3；

25、h2—围护结构高度，单位：m；

26、b1—围护结构厚度，单位：m；

27、2.2、围护结构面层及装饰层线荷载标准值按下式计算：qk2＝ρ3×h3×b2

28、式中：qk2—围护结构面层及装饰层线荷载标准值，单位：kn/m；

29、ρ3—围护结构面层及装饰层自重，单位：kn/m3；

30、h3—围护结构面层及装饰层高度，单位：m；

31、b2—围护结构面层及装饰层厚度，单位：m；

32、2.3、新建框架梁荷载标准值按下式计算：q2＝qk1+qk2

33、式中：q2—新建框架梁荷载标准值，单位：kn/m；

34、qk1—围护结构线荷载标准值，单位：kn/m；

35、qk2—围护结构面层及装饰层线荷载标准值，单位：kn/m；

36、其中，上述围护结构包括门、窗和墙；

37、三、新建结构承载力验算

38、1、绘制结构模型

39、采用建模软件，根据绘制的新建结构施工图建立结构模型；

40、2、新建框架柱、新建框架梁、新建楼板结构承载力分析

41、2.1、新建框架柱承载力分析

42、根据生成的框架柱施工图，当框架柱轴压比小于或等于设计容许值时，即判定为满足承载力要求；

43、2.2、新建框架梁、新建楼板承载力分析

44、当新建框架梁、新建楼板的挠度、裂缝计算的最大值，均小于或等于设计容许值时，即判定为梁、板挠度和裂缝满足要求；

45、四、既有结构承载力判定

46、当持力层结构构件的配筋、挠度、裂缝均小于或等于设计容许值时，即判定为持力层结构满足承载力要求；

47、五、新建结构施工

48、1、定位放线

49、按照绘制的新建结构施工图弹测纵横坐标方格网，以及新建框架柱、新建框架梁构件位置控制线；

50、2、搭设并绑扎新建框架柱钢筋

51、2.1、根据新建框架柱纵筋位置，在新建框架柱底部持力层结构上钻孔，植入新建框架柱纵筋；

52、2.2、其中与原有结构相邻的新建框架柱，需要在既有结构上进行钻孔植筋，使新建框架柱与既有结构进行有效拉结，提高新建框架柱的整体稳定性；

53、2.3、按照模型设计的新建框架柱配筋，分别进行新建框架柱纵筋、新建框架柱箍筋绑扎，形成新建框架柱钢筋骨架；

54、3、搭设模架

55、采用扣件式钢管脚手架搭设模架支撑体系，并分别在新建框架梁梁底、梁侧、以及新建楼板板底布置立杆，并将立杆采用水平杆连接成整体，与既有结构做可靠连接或顶紧；

56、4、既有结构梁侧面处理

57、4.1、在新建框架梁与既有结构梁的连接处，对既有结构梁侧面进行凿毛毛化处理，并进行清理；

58、4.2、清理完成后，在既有结构梁侧面混凝土上均匀涂刷一道双组份水性环氧树脂胶界面剂，在双组份水性环氧树脂胶界面剂中掺入细砂，细砂与双组份水性环氧树脂胶按照1:1～1.5比例进行充分搅拌；

59、5、绑扎新建框架梁、新建楼板钢筋

60、依次绑扎新建框架梁、新建楼板钢筋，新建框架梁钢筋锚入新建框架柱内，新建楼板的水平钢筋锚入新建框架梁内；

61、6、浇筑混凝土施工

62、6.1、待钢筋施工完成后，根据拟定混凝土等级进行混凝土浇筑；

63、6.2、混凝土面层二次收平结束随即覆盖塑料薄膜一层及棉毡二层保湿养护；

64、7、模架拆除

65、在承载层留置同条件养护试块，试块抗压强度试验大于或等于拟定拆模时混凝土强度后方可拆除承载层模架。

66、所述的步骤一中新建楼板厚度为100～150mm。

67、所述的步骤五中模架支撑体系钢管直径为48mm～48.3mm、壁厚为2.8mm～3.0mm。

68、所述的步骤五中既有结构梁侧面凿毛深度为10mm～15mm，不得剔凿破坏既有结构钢筋。

69、所述的步骤五中新建框架柱、新建框架梁中锚入的钢筋直径为16mm～22mm，箍筋直径为6mm～10mm。

70、所述的步骤五中既有结构梁侧面凿毛并清理完成后，涂刷双组份水性环氧树脂胶界面剂厚度为2mm～3mm。

71、所述的步骤五中拟定混凝土等级为c25～c35。

72、所述的步骤五中混凝土浇筑完毕后，覆盖塑料薄膜一层及棉毡二层保湿养护14天。

73、所述的步骤一中新建框架柱的截面尺寸为300mm×300mm～500mm×500mm。

74、本发明的有益效果是：

75、1)采用新建楼板的水平钢筋锚入新建框架梁内的方式，解决了传统技术水平构件通过钻孔植筋施工，造成既有结构梁构件受压区破坏的关键技术难题。

76、2)使用新建框架柱的方式，可将新建框架梁水平钢筋锚入柱内，解决了梁水平钢筋植筋破坏原有结构梁柱核心区结构的关键技术难题。

77、3)采用新建框架梁柱的方式，使结构形成框架承载体系，解决了传统梁植筋施工改变原有结构受力状态的技术难题。

78、4)绘制新建结构施工图后进行荷载统计组合，解决了传统改造技术荷载组合传递路径不准确的技术难题。

79、综上所述，本发明施工方法科学合理、简单易行，施工速度快，消耗材料少，不产生光气污染，无垃圾产生，符合节能环保和绿色施工要求。适用于既有建筑改造免水平构件植筋的施工，适用于中厅、车库、阳台等大空间结构增层改造设计与施工，适应范围广泛，且施工综合费用仅为传统费用的1/3，对既有建筑改造设计与施工的科技进步和经济效益产生显著的影响。