通过改变受力路径加固楼层的实例
2004-01-13
吴胜起 许国平《建筑结构》

[提要] 本文介绍了建筑物楼层加固的工程实例,此工程采用在多孔板楼面上增设新梁以承担楼面新加的集中线荷载的方法,改变了荷载传递路径,减少了加固梁的数量,简化了加固的工作量,并提出实用,可靠的施工方法.


[关键词] 受力路径 新增梁 梁加固


一 前言

浙江台州市路桥区工商分局办公大楼为九层框架结构，其第七层按普通办公楼功能要求设计，层高3.3m，楼面铺设120mm厚预应力多孔板，允许活载为1.5KN/M2。其局部结构布置见图1。


当大楼主体结构完成后，建设单位要求将第七层局部区域改做档案室，布置移动密集式档案柜。密集式档案柜为框架钢结构，使用时荷载达到6KN/M2，通过地面式路轨与楼面连接。路轨布置见图2。这样，楼面的活荷载大幅度提高，原结构承重体系已不能满足档案室的功能要求。故建设单位要求我方根据设备方提供的设备方提供的设备尺寸及产品使用荷载，对原结构进行加固。


二 加固方案的选择

如果将路轨直接布置在楼板上，则多孔板承受不了如此大的线荷载；如在路轨下布置工字钢，将工字钢与原楼面脱开，工字钢再搁置在相应的梁上，这样导致层高不足，不能满足使用要求。在以上两种情况中，一、二级次梁与框架梁的原配筋和改变功能后计算得出的配筋结果相差很大，为提高原有体系的承载力，必须对所有相关梁进行加固，这样，不仅工作量很大，难以达到预先效果，且不安全。


为此，我们采取了改变原有结构受力路径与提高原结构承载力相结合的方案。我们先在密集架地轨处提去对应位置的多孔板，在地轨下增设新梁跨度为7.2m，断面为250×600，两端直接搁置在横向框架梁上。这样，路轨传来的线荷载就全部通过新增梁传递至横向框架梁上，并且此时原横向次梁的荷载也传递至新增梁上，然后再通过加高原横向框架梁断面及增加下部纵向钢筋来提高此梁的承载能力。按以上方案，原楼面多孔板，纵向框架梁及所有次梁的荷载均未增加，则不需加固，加固内容仅限于在路轨下增设新梁及加固横向框架梁。需加固梁的数量大为减少，并且新增荷载传递路线简单、清晰，加固效果较易达到设计要求。


三 加固处理


根据以上处理方案，按照结构上的实际作用荷载，我们进行承载力及正常使用功能等方面的验算，新增梁按简支梁要求计算其配筋，原横向框架梁由于梁断面增大，梁的上部筋符合设计要求，故仅对下部筋和箍筋按实际计算配置纵向钢筋和箍筋。


经计算，在第七层楼面新增加的荷载作用下，建筑物有关的框架柱及基础仍满足要求，故对这些部分不进行加固。


具体加固方法如下：1、新增梁与横向框架梁的连接采用在框架梁上设8mm厚 形钢板套，在钢板套上加钢支托的办法。由于原框架梁为十型梁，需将新梁搁置处的砼挑耳凿去。新增梁边的空隙处用细石砼浇捣板带。（图3）2、横向框架梁下侧加高250mm，并按计算配置纵向钢筋和箍筋。新加的纵向钢筋通过焊接在原有纵向钢筋上的新加U型箍连接。新加箍采用 12，间距和原有箍筋相同，且在梁的两端增加 12浮筋，把新旧下部筋焊接起来，使纵向钢筋的连接更为可靠。（图4）梁新加下部纵筋锚固采用与柱型钢套箍焊接方法。（图5）3、当新增梁与原结构次梁相连时，将原结构次梁表面凿毛，新增梁上、下纵筋通过，支座处设吊筋。（图6）4、为了克服在梁下侧加高时浇灌混凝土的困难，框架梁的模板采用嗽叭口木模，由梁两侧浇灌混凝土，待强度达到后，再拆去模板，凿去多余混凝土。


四 结束语


本工程加固办法较为方便，对建筑物的结构破坏很小，加固痕迹不明显，既满足了建筑物新增加的使用要求，又未影响建筑物其余空间的使用，加固效果良好。