混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法
【專利摘要】混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法。在實(shí)際工程中，有很多預(yù)制混凝土空心板由于長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生破損、使用荷載發(fā)生改變等原因?qū)е驴煽啃圆蛔?，也有很多現(xiàn)澆混凝土空心板存在質(zhì)量問題，而目前缺乏既安全可靠又經(jīng)濟(jì)適用的加固方案。本發(fā)明方法包括：首先使用混凝土切割裝置將需要加固的混凝土空心板進(jìn)行切割，在空心板孔的正上方沿標(biāo)記線切割出凹槽，開鑿時(shí)緩慢切割，準(zhǔn)確控制切割方向；然后經(jīng)切割出的凹槽澆筑加固混凝土，最后在混凝土板上方澆筑混凝土疊合層。本發(fā)明用于加固預(yù)制、現(xiàn)澆混凝土空心板。
【專利說明】混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明涉及一種混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)建筑的需求量也越來越大，新建建筑數(shù)量與日俱增。很多老舊 建筑由于使用很長(zhǎng)時(shí)間，構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)損傷甚至破壞，但因?yàn)闅v史價(jià)值、地理位置等等因素?zé)o 法拆除。如果原有構(gòu)件的受力性能已經(jīng)不符合現(xiàn)在的使用要求，則會(huì)嚴(yán)重威脅房屋的可靠 性，因此需要通過加固處理來保證建筑物新的功能要求。
[0003] 預(yù)制混凝土空心板在全國(guó)范圍內(nèi)被廣泛的應(yīng)用。中國(guó)預(yù)制混凝土構(gòu)件(包括預(yù)制 混凝土空心板）已有半個(gè)世紀(jì)的生產(chǎn)歷史，從當(dāng)初學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)到獨(dú)立完成設(shè)計(jì)；從小 規(guī)模生產(chǎn)到大規(guī)模、工業(yè)化獨(dú)立生產(chǎn)；從人工生產(chǎn)到全自動(dòng)化生產(chǎn)，我國(guó)預(yù)制混凝土空心板 經(jīng)過了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，到20世紀(jì)80年代，已經(jīng)有了相當(dāng)大的規(guī)模和精湛的生產(chǎn)工藝?，F(xiàn) 在城市中有很多建筑樓板采用的就是預(yù)制混凝土空心板，尤其在1970年至1995年施工的 一批建筑物中，預(yù)制混凝土空心板的應(yīng)用比例則更大。在建筑的預(yù)算中，有四分之一的開銷 用來制作混凝土樓板；而在鋼筋混凝土建筑中509Γ60%的重量為樓蓋板重量。目前，預(yù)制板 出現(xiàn)問題的比例很高，有一部分空心板在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中，未進(jìn)行有效的檢測(cè)防護(hù)以 及維修保養(yǎng)，造成了跨中撓度較大、產(chǎn)生較多的裂縫、混凝土碳化、鋼筋銹蝕等問題，還有一 部分空心板因?yàn)槭褂霉δ艿母淖兌鴮?dǎo)致荷載增加。上述問題都導(dǎo)致構(gòu)件可靠度降低。目前 現(xiàn)澆混凝土空心板使用范圍廣泛，但有很多現(xiàn)澆混凝土空心板存在質(zhì)量缺陷。為了解決這 些問題，提高結(jié)構(gòu)可靠性，應(yīng)對(duì)預(yù)制混凝土空心板進(jìn)行加固。
[0004] 在20世紀(jì)80年代，加固技術(shù)相對(duì)落后，出現(xiàn)問題的空心板往往直接拆除制作整澆 樓板。在2005年，江蘇省建筑科學(xué)研究院對(duì)江蘇省農(nóng)村合作社信息中心YKB40-63型預(yù)應(yīng) 力空心板進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)，主要是在預(yù)應(yīng)力空心板板底粘貼碳纖維加固布補(bǔ)足板底鋼筋， 在預(yù)應(yīng)力空心板上方澆筑鋼筋混凝土疊合層，全部施工工期約為20天。在2006年，河北省 建筑科技大學(xué)建設(shè)辦公室針對(duì)預(yù)制空心樓板加固進(jìn)行了研究，共提出空心板板底粘貼碳纖 維加固布、空心板板底粘貼加固鋼板、空心板孔中加入加勁肋這三種加固方案，方案一如圖 2所示，方案二如圖3所示，方案三如圖4所示。
[0005] 方案一中，用粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在空心板板底，方案二中，用螺栓及結(jié)構(gòu)膠將 鋼板固定在空心板板底，這兩種方案原理相似。在方案三中，應(yīng)用混凝土切割機(jī)將孔上方板 切除，放入永久性模板、鋼筋并澆筑混凝土，通過后澆混凝土加勁肋達(dá)到加固增強(qiáng)的目的。
[0006] 在2009年，廣西工學(xué)院莫測(cè)先等人應(yīng)用CFRP板對(duì)YKB3363型預(yù)應(yīng)力空心板進(jìn)行 加固研究。CFRP板是由碳纖維制作的薄板，其具有較高的承載力且可以充分利用碳纖維材 料，將這種材料粘貼在空心板板底，兩邊用CFRP壓布條進(jìn)行固定，方案示意見圖5。該方案 加固原理類似于粘貼碳纖維加固布。
[0007] 在2009年，黑龍江省正平工程咨詢有限公司應(yīng)用粘鋼技術(shù)對(duì)某民用磚混結(jié)構(gòu)空 心板進(jìn)行了加固處理。工程人員應(yīng)用加固鋼板將受損空心板與承重墻連接，以此提高空心 板安全性,加固剖面見圖6。
[0008] 綜合以上可知，預(yù)制混凝土空心樓板加固方法主要有以下3種方案： (1)拆除原有空心板，將原有梁、柱加固，植入鋼筋，重新制作現(xiàn)澆混凝土空心板共同工 作。
[0009] (2)應(yīng)用加固鋼板，將受損空心板與梁、柱、墻等構(gòu)件連接在一起。
[0010] (3)在原有混凝土空心板板底黏貼FRP碳纖維布、CERP碳纖維板加固材料，再燒筑 一定厚度的混凝土現(xiàn)澆層。
[0011] 上述方案中方案雖然都能解決空心板可靠性不足的問題，但仍有一定缺陷。方案1 需要拆除原有預(yù)制板，在室內(nèi)拆除很不方便而且危險(xiǎn)，拆除的建筑垃圾外運(yùn)不方便，還需要 搭設(shè)腳手架來承擔(dān)施工荷載，如有商鋪會(huì)影響營(yíng)業(yè)。方案2中施工復(fù)雜，鋼板承受大部分荷 載，原空心板不能夠得到充分利用。方案3施工方便，但疊合層與原有空心板的抗剪切能力 不能得到可靠保證。
[0012]
【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是提供一種混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法。
[0013] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，首先使用混凝土切割裝置將需要加固的混凝 土空心板進(jìn)行切割，在空心板孔的正上方沿標(biāo)記線切割出凹槽，開鑿時(shí)緩慢切割，準(zhǔn)確控制 切割方向；然后經(jīng)切割出的凹槽澆筑加固混凝土，最后在混凝土板上方澆筑混凝土疊合層。
[0014] 所述的混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，澆筑加固混凝土前，經(jīng)凹槽放入提升 混凝土空心板受力性能的加固鋼筋，鋼筋貼放在孔的底部。
[0015] 有益效果： 在實(shí)際工程中，有很多預(yù)制混凝土空心板由于長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生破損、使用荷載發(fā)生改 變等原因?qū)е驴煽啃圆蛔?，也有很多現(xiàn)澆混凝土空心板存在質(zhì)量問題，而目前缺乏既安全 可靠又經(jīng)濟(jì)適用的加固方案。針對(duì)上述問題，本文率先提出"鑿孔增厚"空心板加固方法， 即將預(yù)制混凝土空心板孔上方薄殼剔除、放入鋼筋并澆筑一定厚度的混凝土疊合層。本發(fā) 明的突出優(yōu)點(diǎn)是充分利用原有空心板，顯著地增強(qiáng)疊合面的抗剪切能力，大幅度提高混凝 土空心板的受力性能?？字行聺仓幕炷镣ㄟ^凹槽與板上澆筑混凝土形成整體，該整體 與原有空心板充分咬合，如同螺栓一樣將疊合層牢固的鑲嵌在原有空心板上。這樣的受力 機(jī)理使疊合面有很高的抗剪切能力，使加固后構(gòu)件具有良好的整體性。
[0016] 本發(fā)明的方案通過了詳盡的驗(yàn)證，首先通過普通鋼筋預(yù)制混凝土空心板、預(yù)應(yīng)力 鋼筋預(yù)制混凝土空心板、加固預(yù)制混凝土空心板的靜力荷載試驗(yàn)，對(duì)裂縫、承載力、撓度進(jìn) 行分析。之后，建立所有試件ABAQUS有限元模型進(jìn)行有限元分析，將有限元結(jié)果同試驗(yàn)結(jié) 果進(jìn)行比較。最后，結(jié)合規(guī)范并提出安全可靠的計(jì)算方法，采用理論推導(dǎo)驗(yàn)證疊合面抗剪能 力以及"鑿孔增厚"加固構(gòu)件二次受力下的正截面承載能力。
[0017] 通過以上分析得出如下結(jié)論： (1) 試驗(yàn)表明本發(fā)明的加固方法具有整體性好、承載力高、剛度大、抗裂性能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)型 好、與其他構(gòu)件結(jié)合程度高等顯著優(yōu)點(diǎn)； (2) 本發(fā)明加固方法施工簡(jiǎn)便易操作，施工過程中不需要大面積拆除原有構(gòu)件、不需 要設(shè)置模板，能夠有效降低造價(jià)，是值得大力推廣的預(yù)制混凝土空心板加固方法； (3) 本發(fā)明的疊合面抗剪切能力有可靠保證，凹槽中混凝土對(duì)疊合部分起到了有效的 "銷釘"作用，使得結(jié)構(gòu)整體性良好。
[0018]
【專利附圖】
【附圖說明】： 附圖1是本發(fā)明鑿孔疊合加固后的混凝土空心板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖2是第一種空心板加固方案不意圖。
[0020] 附圖3是第二種空心板加固方案示意圖。
[0021] 附圖4是第三種空心板加固方案示意圖。
[0022] 附圖5是CFRP加固空心板示意圖。
[0023] 附圖6是粘鋼技術(shù)加固空心板示意圖。
[0024] 附圖7是本發(fā)明的切割凹槽完成后空心板的示意圖。
[0025] 附圖8是本發(fā)明的放置鋼筋后空心板的示意圖。
[0026]
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例1 : 一種混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，首先使用混凝土切割裝置將需要加固的混凝 土空心板進(jìn)行切割，在空心板孔的正上方沿標(biāo)記線切割出凹槽，開鑿時(shí)緩慢切割，準(zhǔn)確控制 切割方向；然后經(jīng)切割出的凹槽澆筑加固混凝土，最后在混凝土板上方澆筑混凝土疊合層。
[0027] 實(shí)施例2 : 根據(jù)實(shí)施例1所述的混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，澆筑加固混凝土前，經(jīng)凹槽 放入提升混凝土空心板受力性能的加固鋼筋，鋼筋貼放在孔的底部，分段或整根放置鋼筋， 兩段鋼筋之間搭接或焊接連接。
[0028] 實(shí)施例3 : 實(shí)施例1所述的混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，其加固流程如下： 1.開鑿凹槽 使用混凝土切割機(jī)（也可以使用類似混凝土開鑿機(jī)械）將需要加固的混凝土空心板進(jìn) 行切割，在空心板孔的正上方沿標(biāo)記線切割凹槽。開鑿時(shí)應(yīng)注意緩慢切割，方向需要控制準(zhǔn) 確，完成后，需要清理孔內(nèi)的雜物，切割凹槽完成后如圖7所示。
[0029] 放置加固鋼筋 需要放置加固鋼筋的預(yù)制板在開鑿?fù)瓿珊?，?jīng)凹槽放入，注意鋼筋應(yīng)盡量貼放在孔的 底部。放置鋼筋示意見圖8?？煞侄畏胖娩摻?，在彎矩較小處搭接連接。需要強(qiáng)調(diào)的是，若 要求受力性能不需要有大幅度提升，可以不放置加固鋼筋，僅僅在鑿孔后澆筑加固混凝土 即可。
[0030] 澆筑加固混凝土 根據(jù)設(shè)計(jì)要求澆筑加固混凝土形成疊合板?；炷翉?qiáng)度可根據(jù)要求計(jì)算確定，混凝土 疊合面為自然粗糙面，不需要進(jìn)行鑿毛處理。
【權(quán)利要求】
1. 一種混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，其特征是：首先使用混凝土切割裝置將需 要加固的混凝土空心板進(jìn)行切割，在空心板孔的正上方沿標(biāo)記線切割出凹槽，開鑿時(shí)緩慢 切割，準(zhǔn)確控制切割方向；然后經(jīng)切割出的凹槽澆筑加固混凝土，最后在混凝土板上方澆筑 混凝土疊合層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土空心板的鑿孔疊合加固方法，其特征是：澆筑加固混 凝土前，經(jīng)凹槽放入提升混凝土空心板受力性能的加固鋼筋，鋼筋貼放在孔的底部。
【文檔編號(hào)】E04G23/02GK104060849SQ201410316500
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】劉廣義, 王奇 申請(qǐng)人:劉廣義, 王奇