洞口新增梁加固設計關鍵技術研究

許慶文

濟源市建筑工程質量監督站（454900）

洞口新增梁加固設計關鍵技術研究

許慶文

濟源市建筑工程質量監督站（454900）

基于增大截面法在結構加固改造中的推廣應用，結合某樓板部分區域無損開洞后板邊新增混凝土梁體加固的工程實例，研究了新增梁端節點加固設計要點及施工注意事項，該成果可為類似加固工程的提供相應的技術參考。

擋土墻；無損開洞；組合加固；化學植筋

0 引言

在建筑結構全壽命服役過程中，因使用功能的改變需對該建筑進行結構改造是一種特別普遍的現象。例如，在某現澆樓板區域新增垂直電梯，需對該樓板進行無損切割，切割后該結構傳力路徑發生較大變化，即該樓板某一側或者兩側失去受力支撐點，僅靠板筋難以滿足其結構受力，進而導致樓板產生結構裂縫，甚至使結構完全喪失使用功能，具有極大的安全隱患。因此，研究樓板開洞后新增梁體，特別是新增梁端節點加固設計具有較大的經濟利益和較高的社會效益，這也是一個實用、緊迫且復雜的研究課題。

該工程為漯河市某家居購物廣場，建筑面積11 207.80 m2，結構形式為框架結構，地上四層，基礎采用柱下獨立基礎。由工程施工圖紙可知，原建筑設計為一大型購物商場，因國家政策及市場因素，該建筑使用功能變更為某大型家居生活館，要在某樓板結構區域新增大型貨梯，故需對樓板進行無損靜力切割，新增一受力梁體。該結構的混凝土強度等級，柱、梁、現澆板均為C30，混凝土保護層厚度按GB 50010—2010[1]一類環境厚度取值。該樓板的原設計厚度為100 mm，受力鋼筋為Ф8@150 mm雙層雙向，樓板切割后，其受力性能不滿足GB50010—2010[1]，故需進行加固處理。

1 加固方案的設計

1.1 梁體設計

新增梁截面尺寸及配筋可參照該結構同跨度的受力梁進行結構試算,取截面尺寸為250 mm× 550 mm；同時，該結構受力梁配筋面積比參照梁提高20%進行配筋，混凝土強度等級采用C35，箍筋沿梁全長加密[2]。

1.2 節點設計

依據規范GB 50367—2013[3]，節點設計主要考慮化學植筋錨固深度及集中荷載對梁體受力的影響。

1）受拉區化學植筋錨固深度，植筋膠采用A級膠體。

基本錨固深度：

錨固深度修正系數：

位移延性修正系數ψae=1.10，七度區,一類場地。

錨固深度設計值ld=ψN·ψae·ls=1.1·1.10·389.2= 470.9 mm

因端部支撐點梁體截面寬度為350 mm，其錨固深度不滿足設計要求,需在鋼筋端部做機械錨固，即在鋼筋端部機械套絲,采用450 mm×200 mm×16 mm鋼筋機械錨固，其他與之配套[4]。

2）受壓區化學植筋錨固深度，植筋膠采用A級膠體。

受壓區錨固長度：

端部支撐點梁體截面寬度為350 mm，滿足設計要求，故受壓區錨固長度為250 mm。其節點加固示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 新增梁斷面圖

圖2 節點剖面圖

1.3 節點承載力加固

為提高新舊梁節點核心區的節點承載力，需對節點采用粘鋼法進行結構加固，其節點加固示意圖如圖3、圖4所示。

圖3 節點加固立面圖

圖4 節點加固剖面圖

2 結論

通過對樓板部分區域無損開洞后板邊新增混凝土梁體加固的工程設計實際案例，該方案對于受力梁體不僅考慮梁體受彎、受剪承載力，還考慮二次澆筑后20%的施工誤差損耗；對于節點核心區，不僅考慮受拉區、受壓區錨固長度，對于不滿足錨固長度要求的化學植筋，提出采用機械錨固方法；對于節點區承載力，提出采用粘鋼加固法對其節點核心區進行加固。經過施工后的結構靜載試驗，該方法效果良好，故該加固設計方法可為類似工程的方案設計制定及計算分析提供相應的技術參考。

[1]GB 50010-2010,混凝土結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2010.

[2]黃興棣,田煒,王永維,婁宇.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京：中國建筑工業出版社,2008.

[3]GB 50367-2013,混凝土結構加固設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2013.

[4]GB 50550-2010,建筑結構加固工程施工質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2010.