本發(fā)明涉及一種加固結(jié)構(gòu)，特別涉及一種混凝土樓板加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

混凝土樓板是建筑物的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，個(gè)別混凝土樓板在使用過(guò)程中出現(xiàn)承載力不夠的現(xiàn)象，為了保證使用功能，顯然對(duì)混凝土樓板要進(jìn)行加固，但是由于混凝土樓板厚度相對(duì)較薄，加固結(jié)構(gòu)為了減少重量和成本厚度也會(huì)較薄，結(jié)構(gòu)剛度較小，這就導(dǎo)致加固前結(jié)構(gòu)和加固后難以形成整體。但是，在加固后結(jié)構(gòu)和加固前結(jié)構(gòu)共同承載是工程人員面臨的課題，以及在確保安全前提下如何減少成本也是要思考的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種混凝土樓板加固結(jié)構(gòu)，解決加固后結(jié)構(gòu)和加固前結(jié)構(gòu)難以共同承載和成本高的問(wèn)題。

本發(fā)明在混凝土樓板下面設(shè)置噴射混凝土，通過(guò)鋼絞線將混凝土樓板和噴射混凝土聯(lián)成整體，鋼絞線采用碗形，斜向部分上端通過(guò)錨具固定在角鋼上，斜向部分下端點(diǎn)位置離混凝土樓板端部位置為混凝土樓板跨度的1/4，主要是考慮在混凝土樓板跨度的1/4位置彎矩較小，而鋼絞線在邊部采用斜向也是與混凝土樓板彎矩情況相一致的，因?yàn)榛炷翗前暹叢繌澗赝ǔＪ秦?fù)彎矩。水平部分鋼絞線與混凝土樓板之間設(shè)置墊塊，墊塊為混凝土方塊，混凝土方塊長(zhǎng)度為60~90mm，混凝土方塊上面設(shè)置小鋼板以便與混凝土樓板的鋼筋焊接聯(lián)成整體。設(shè)置墊塊的目的一方面使鋼絞線在斜向段向水平段轉(zhuǎn)向時(shí)避免預(yù)應(yīng)力損失，另一方面減少鋼絞線在水平段的跨度從而降低預(yù)應(yīng)力損失。根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比，設(shè)置墊層的預(yù)應(yīng)力損失和不設(shè)置墊層的預(yù)應(yīng)力損失相差較大，設(shè)置墊層對(duì)減少預(yù)應(yīng)力損失有較顯著的效果，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比，墊層墊層間距采用0.5m~0.6m。鋼絞線與混凝土樓板底部之間設(shè)置噴射混凝土，噴射混凝土厚度為60~90mm。鋼絞線下面設(shè)置鋼板，鋼板寬度為120~150mm，鋼板厚度為12~14mm，鋼板嵌入混凝土柱，嵌入長(zhǎng)度為100~120mm，鋼板上面設(shè)置預(yù)應(yīng)力撐桿，預(yù)應(yīng)力撐桿直徑為18~22mm，預(yù)應(yīng)力撐桿水平間距為0.6m~0.7m，預(yù)應(yīng)力撐桿固定在混凝土樓板上面。為了發(fā)揮力學(xué)效益的最大化并節(jié)約成本，對(duì)鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設(shè)置間距進(jìn)行有限元計(jì)算機(jī)模擬分析，表2為鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設(shè)置間距對(duì)提升力學(xué)性能的比值，表中表明鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設(shè)置間距大于0.8m時(shí)力學(xué)提升性能有所減弱，而小于0.7m時(shí)變化幅度不大，綜合力學(xué)性能和成本因素，鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設(shè)置間距為0.7m~0.8m。

在混凝土樓板邊部位置混凝土樓板與鋼板之間設(shè)置橡膠墊層，橡膠墊層長(zhǎng)度為0.6~0.9m，橡膠墊層寬度與鋼板寬度相同，橡膠墊層與噴射混凝土厚度相同，設(shè)置橡膠墊層的作用是增加加固后混凝土的延性，在地震作用下橡膠墊層會(huì)起到緩沖作用。混凝土樓板下面設(shè)有橡膠墊層和噴射混凝土的組合體，在外力尤其是地震作用下可以很好的抵御。

表1有否設(shè)置墊層的預(yù)應(yīng)力損失對(duì)比值

表2設(shè)置間距對(duì)提升力學(xué)性能的比值

施工步驟包括：

（1）在混凝土樓板內(nèi)鉆埋設(shè)鋼絞線的斜向孔，斜向孔直徑比鋼絞線直徑大3~4mm。將混凝土樓板底部鋼筋保護(hù)層剝離，將墊塊上部小鋼板焊接在混凝土樓板底部鋼筋上進(jìn)行固定。

（2）在混凝土樓板內(nèi)鉆埋設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿的豎向孔，豎向孔直徑比鋼絞線直徑大3~4mm。

（3）在角鋼安裝部位鑿除混凝土柱保護(hù)層，將角鋼焊接在混凝土柱主筋上。在安裝鋼板部位用切割機(jī)設(shè)置凹槽，凹槽深度為100~120mm，凹槽高度為14~16mm，凹槽寬度與鋼板寬度相同。

（4）將鋼絞線穿過(guò)斜向孔后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。鋼絞線張拉分為兩級(jí)，第一級(jí)為0～30％張拉力，第二級(jí)為30％～100％張拉力。鋼絞線張拉采用雙控，即控制鋼絞線的拉力、伸長(zhǎng)值。鋼絞線張拉完成后，應(yīng)立即測(cè)量校對(duì)。若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施后再繼續(xù)張拉。張拉前可把鋼絞線在20％預(yù)緊力作用下的長(zhǎng)度作為原始長(zhǎng)度，當(dāng)張拉完成后，再次測(cè)量原自由部分長(zhǎng)度，兩者之差即為實(shí)際伸長(zhǎng)值。

預(yù)應(yīng)力張拉完畢后用錨具固定在角鋼上，最后采用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉鋼絞線和斜向孔之間空隙。

（5）將橡膠墊層用鋼絲固定在混凝土樓板的鋼筋上，在豎向孔埋設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿。

（6）施工噴射混凝土。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓與噴射方向、拌合料輸送距離、混凝土配合比、含水量等有關(guān)。適宜的工作風(fēng)壓，可以減少回彈量，增加一次噴射的厚度，并保證噴射的質(zhì)量。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓要保證噴嘴處有0.1mpa的壓力。

一次噴射厚度太薄，骨料易回彈；一次噴射厚度太厚，易出現(xiàn)噴層下墜流淌、或與混凝土樓板底面之間出現(xiàn)空殼。根據(jù)試驗(yàn)確定，噴射混凝土采用分層進(jìn)行噴射，一次噴射厚度為25~30mm，以減少回彈率。摻速凝劑時(shí)，一次噴射厚度為30~35mm。摻速凝劑或用速凝水泥時(shí)，兩次噴射的最小時(shí)間間隔為15~20min；不摻速凝劑而用普通水泥時(shí)，兩次噴射的最小時(shí)間間隔為2~4h。當(dāng)間隔時(shí)間超過(guò)2h，復(fù)噴前應(yīng)先噴水濕潤(rùn)。

噴嘴與受噴面的距離和夾角，應(yīng)隨著風(fēng)壓的波動(dòng)而不斷的調(diào)整。噴嘴與受噴面的垂線夾角采用10~15°，試驗(yàn)表明這個(gè)夾角噴射效果最好。噴嘴可沿螺旋形軌跡運(yùn)動(dòng)，螺旋直徑為250~300mm。

（7）待噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上安裝鋼板，鋼板嵌入凹槽后用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉空隙。預(yù)應(yīng)力撐桿穿過(guò)鋼板的預(yù)埋孔后與鋼板焊接成整體。

（8）對(duì)預(yù)應(yīng)力撐桿施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力撐桿上部設(shè)有螺紋，通過(guò)螺帽擰緊預(yù)應(yīng)力撐桿的螺紋對(duì)預(yù)應(yīng)力撐桿施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力撐桿頂部設(shè)置應(yīng)力計(jì)測(cè)試應(yīng)力情況，螺帽與混凝土樓板之間設(shè)有橡皮墊以避免局部應(yīng)力破壞。預(yù)應(yīng)力施加完畢后采用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉預(yù)應(yīng)力撐桿和豎向孔之間空隙。

通過(guò)預(yù)應(yīng)力撐桿對(duì)鋼板的預(yù)應(yīng)力施加使鋼板出現(xiàn)預(yù)變形，非常有利于鋼板參與承載。

本發(fā)明安全性能好，工程造價(jià)低。

附圖說(shuō)明

圖1、混凝土樓板加固結(jié)構(gòu)示意圖。

1、鋼絞線，2、墊塊，3、鋼板，4、預(yù)應(yīng)力撐桿，5、錨具，6、角鋼，7、橡膠墊層，8、噴射混凝土，9、混凝土樓板，10、混凝土柱。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例中在混凝土樓板9下面設(shè)置噴射混凝土8，通過(guò)鋼絞線1將混凝土樓板9和噴射混凝土8聯(lián)成整體，鋼絞線1采用碗形，斜向部分上端通過(guò)錨具5固定在角鋼6上，斜向部分下端點(diǎn)位置離混凝土樓板9端部位置為混凝土樓板9跨度的1/4。水平部分鋼絞線1與混凝土樓板9之間設(shè)置墊塊2，墊塊2為混凝土方塊，混凝土方塊長(zhǎng)度為70mm，混凝土方塊上面設(shè)置小鋼板。墊層墊層間距采用0.6m。鋼絞線1與混凝土樓板9底部之間設(shè)置噴射混凝土8，噴射混凝土8厚度為70mm。鋼絞線1下面設(shè)置鋼板3，鋼板3寬度為130mm，鋼板3厚度為13mm，鋼板3嵌入混凝土柱10，嵌入長(zhǎng)度為110mm，鋼板3上面設(shè)置預(yù)應(yīng)力撐桿4，預(yù)應(yīng)力撐桿4直徑為20mm，預(yù)應(yīng)力撐桿4水平間距為0.6m，預(yù)應(yīng)力撐桿4固定在混凝土樓板9上面。鋼板3沿著混凝土樓板9縱向方向設(shè)置間距為0.7m。

在混凝土樓板9邊部位置混凝土樓板9與鋼板3之間設(shè)置橡膠墊層7，橡膠墊層7長(zhǎng)度為0.6m，橡膠墊層7寬度與鋼板3寬度相同，橡膠墊層7與噴射混凝土8厚度相同。

施工步驟包括：

（1）在混凝土樓板9內(nèi)鉆埋設(shè)鋼絞線1的斜向孔，斜向孔直徑比鋼絞線1直徑大3mm。將混凝土樓板9底部鋼筋保護(hù)層剝離，將墊塊2上部小鋼板焊接在混凝土樓板9底部鋼筋上進(jìn)行固定。

（2）在混凝土樓板9內(nèi)鉆埋設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿4的豎向孔，豎向孔直徑比鋼絞線1直徑大3mm。

（3）在角鋼6安裝部位鑿除混凝土柱10保護(hù)層，將角鋼6焊接在混凝土柱10主筋上。在安裝鋼板3部位用切割機(jī)設(shè)置凹槽，凹槽深度為110mm，凹槽高度為15mm，凹槽寬度與鋼板3寬度相同。

（4）將鋼絞線1穿過(guò)斜向孔后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。鋼絞線1張拉分為兩級(jí)，第一級(jí)為0～30％張拉力，第二級(jí)為30％～100％張拉力。鋼絞線1張拉采用雙控，即控制鋼絞線1的拉力、伸長(zhǎng)值。鋼絞線1張拉完成后，應(yīng)立即測(cè)量校對(duì)。若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施后再繼續(xù)張拉。張拉前可把鋼絞線1在20％預(yù)緊力作用下的長(zhǎng)度作為原始長(zhǎng)度，當(dāng)張拉完成后，再次測(cè)量原自由部分長(zhǎng)度，兩者之差即為實(shí)際伸長(zhǎng)值。

預(yù)應(yīng)力張拉完畢后用錨具5固定在角鋼6上，最后采用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉鋼絞線1和斜向孔之間空隙。

（5）將橡膠墊層7用鋼絲固定在混凝土樓板9的鋼筋上，在豎向孔埋設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿4。

（6）施工噴射混凝土8。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓要保證噴嘴處有0.1mpa的壓力。

噴射混凝土8采用分層進(jìn)行噴射，一次噴射厚度為25~30mm。摻速凝劑時(shí)，一次噴射厚度為30~35mm。摻速凝劑或用速凝水泥時(shí)，兩次噴射的最小時(shí)間間隔為15~20min；不摻速凝劑而用普通水泥時(shí)，兩次噴射的最小時(shí)間間隔為2~4h。當(dāng)間隔時(shí)間超過(guò)2h，復(fù)噴前應(yīng)先噴水濕潤(rùn)。

噴嘴與受噴面的距離和夾角，應(yīng)隨著風(fēng)壓的波動(dòng)而不斷的調(diào)整。噴嘴與受噴面的垂線夾角采用10~15°。噴嘴沿螺旋形軌跡運(yùn)動(dòng)，螺旋直徑為250~300mm。

（7）待噴射混凝土8強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上安裝鋼板3，鋼板3嵌入凹槽后用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉空隙。預(yù)應(yīng)力撐桿4穿過(guò)鋼板3的預(yù)埋孔后與鋼板3焊接成整體。

（8）對(duì)預(yù)應(yīng)力撐桿4施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力撐桿4上部設(shè)有螺紋，通過(guò)螺帽擰緊預(yù)應(yīng)力撐桿4的螺紋對(duì)預(yù)應(yīng)力撐桿4施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力撐桿4頂部設(shè)置應(yīng)力計(jì)測(cè)試應(yīng)力情況，螺帽與混凝土樓板9之間設(shè)有橡皮墊。預(yù)應(yīng)力施加完畢后采用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫膠封閉預(yù)應(yīng)力撐桿4和豎向孔之間空隙。