混凝土樓板加固結構的製作方法

2023-06-10 00:52:36 1

本發明涉及一種加固結構，特別涉及一種混凝土樓板加固結構。

背景技術：

混凝土樓板是建築物的主要結構構件，個別混凝土樓板在使用過程中出現承載力不夠的現象，為了保證使用功能，顯然對混凝土樓板要進行加固，但是由於混凝土樓板厚度相對較薄，加固結構為了減少重量和成本厚度也會較薄，結構剛度較小，這就導致加固前結構和加固後難以形成整體。但是，在加固後結構和加固前結構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題。

技術實現要素：

本發明是提供一種混凝土樓板加固結構，解決加固後結構和加固前結構難以共同承載和成本高的問題。

本發明在混凝土樓板下面設置噴射混凝土，通過鋼絞線將混凝土樓板和噴射混凝土聯成整體，鋼絞線採用碗形，斜向部分上端通過錨具固定在角鋼上，斜向部分下端點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，而鋼絞線在邊部採用斜向也是與混凝土樓板彎矩情況相一致的，因為混凝土樓板邊部彎矩通常是負彎矩。水平部分鋼絞線與混凝土樓板之間設置墊塊，墊塊為混凝土方塊，混凝土方塊長度為60~90mm，混凝土方塊上面設置小鋼板以便與混凝土樓板的鋼筋焊接聯成整體。設置墊塊的目的一方面使鋼絞線在斜向段向水平段轉向時避免預應力損失，另一方面減少鋼絞線在水平段的跨度從而降低預應力損失。根據試驗對比，設置墊層的預應力損失和不設置墊層的預應力損失相差較大，設置墊層對減少預應力損失有較顯著的效果，根據試驗結果進行優化對比，墊層墊層間距採用0.5m~0.6m。鋼絞線與混凝土樓板底部之間設置噴射混凝土，噴射混凝土厚度為60~90mm。鋼絞線下面設置鋼板，鋼板寬度為120~150mm，鋼板厚度為12~14mm，鋼板嵌入混凝土柱，嵌入長度為100~120mm，鋼板上面設置預應力撐杆，預應力撐杆直徑為18~22mm，預應力撐杆水平間距為0.6m~0.7m，預應力撐杆固定在混凝土樓板上面。為了發揮力學效益的最大化並節約成本，對鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設置間距進行有限元計算機模擬分析，表2為鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設置間距對提升力學性能的比值，表中表明鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設置間距大於0.8m時力學提升性能有所減弱，而小於0.7m時變化幅度不大，綜合力學性能和成本因素，鋼板沿著混凝土樓板縱向方向設置間距為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置橡膠墊層，橡膠墊層長度為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，設置橡膠墊層的作用是增加加固後混凝土的延性，在地震作用下橡膠墊層會起到緩衝作用。混凝土樓板下面設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禦。

表1有否設置墊層的預應力損失對比值

表2設置間距對提升力學性能的比值

施工步驟包括：

（1）在混凝土樓板內鑽埋設鋼絞線的斜向孔，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行固定。

（2）在混凝土樓板內鑽埋設預應力撐杆的豎向孔，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設置凹槽，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）將鋼絞線穿過斜向孔後進行預應力張拉。鋼絞線張拉分為兩級，第一級為0～30％張拉力，第二級為30％～100％張拉力。鋼絞線張拉採用雙控，即控制鋼絞線的拉力、伸長值。鋼絞線張拉完成後，應立即測量校對。若發現異常應暫停張拉，待查明原因並採取措施後再繼續張拉。張拉前可把鋼絞線在20％預緊力作用下的長度作為原始長度，當張拉完成後，再次測量原自由部分長度，兩者之差即為實際伸長值。

預應力張拉完畢後用錨具固定在角鋼上，最後採用環氧樹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，在豎向孔埋設預應力撐杆。

（6）施工噴射混凝土。噴射機的工作風壓與噴射方向、拌合料輸送距離、混凝土配合比、含水量等有關。適宜的工作風壓，可以減少回彈量，增加一次噴射的厚度，並保證噴射的質量。噴射機的工作風壓要保證噴嘴處有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，易出現噴層下墜流淌、或與混凝土樓板底面之間出現空殼。根據試驗確定，噴射混凝土採用分層進行噴射，一次噴射厚度為25~30mm，以減少回彈率。摻速凝劑時，一次噴射厚度為30~35mm。摻速凝劑或用速凝水泥時，兩次噴射的最小時間間隔為15~20min；不摻速凝劑而用普通水泥時，兩次噴射的最小時間間隔為2~4h。當間隔時間超過2h，復噴前應先噴水溼潤。

噴嘴與受噴面的距離和夾角，應隨著風壓的波動而不斷的調整。噴嘴與受噴面的垂線夾角採用10~15°，試驗表明這個夾角噴射效果最好。噴嘴可沿螺旋形軌跡運動，螺旋直徑為250~300mm。

（7）待噴射混凝土強度達到設計強度75%以上安裝鋼板，鋼板嵌入凹槽後用環氧樹脂灌縫膠封閉空隙。預應力撐杆穿過鋼板的預埋孔後與鋼板焊接成整體。

（8）對預應力撐杆施加預應力，預應力撐杆上部設有螺紋，通過螺帽擰緊預應力撐杆的螺紋對預應力撐杆施加預應力，預應力撐杆頂部設置應力計測試應力情況，螺帽與混凝土樓板之間設有橡皮墊以避免局部應力破壞。預應力施加完畢後採用環氧樹脂灌縫膠封閉預應力撐杆和豎向孔之間空隙。

通過預應力撐杆對鋼板的預應力施加使鋼板出現預變形，非常有利於鋼板參與承載。

本發明安全性能好，工程造價低。

附圖說明

圖1、混凝土樓板加固結構示意圖。

1、鋼絞線，2、墊塊，3、鋼板，4、預應力撐杆，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。

具體實施方式

實施例中在混凝土樓板9下面設置噴射混凝土8，通過鋼絞線1將混凝土樓板9和噴射混凝土8聯成整體，鋼絞線1採用碗形，斜向部分上端通過錨具5固定在角鋼6上，斜向部分下端點位置離混凝土樓板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之間設置墊塊2，墊塊2為混凝土方塊，混凝土方塊長度為70mm，混凝土方塊上面設置小鋼板。墊層墊層間距採用0.6m。鋼絞線1與混凝土樓板9底部之間設置噴射混凝土8，噴射混凝土8厚度為70mm。鋼絞線1下面設置鋼板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，嵌入長度為110mm，鋼板3上面設置預應力撐杆4，預應力撐杆4直徑為20mm，預應力撐杆4水平間距為0.6m，預應力撐杆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之間設置橡膠墊層7，橡膠墊層7長度為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內鑽埋設鋼絞線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底部鋼筋上進行固定。

（2）在混凝土樓板9內鑽埋設預應力撐杆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部位用切割機設置凹槽，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穿過斜向孔後進行預應力張拉。鋼絞線1張拉分為兩級，第一級為0～30％張拉力，第二級為30％～100％張拉力。鋼絞線1張拉採用雙控，即控制鋼絞線1的拉力、伸長值。鋼絞線1張拉完成後，應立即測量校對。若發現異常應暫停張拉，待查明原因並採取措施後再繼續張拉。張拉前可把鋼絞線1在20％預緊力作用下的長度作為原始長度，當張拉完成後，再次測量原自由部分長度，兩者之差即為實際伸長值。

預應力張拉完畢後用錨具5固定在角鋼6上，最後採用環氧樹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，在豎向孔埋設預應力撐杆4。

（6）施工噴射混凝土8。噴射機的工作風壓要保證噴嘴處有0.1mpa的壓力。

噴射混凝土8採用分層進行噴射，一次噴射厚度為25~30mm。摻速凝劑時，一次噴射厚度為30~35mm。摻速凝劑或用速凝水泥時，兩次噴射的最小時間間隔為15~20min；不摻速凝劑而用普通水泥時，兩次噴射的最小時間間隔為2~4h。當間隔時間超過2h，復噴前應先噴水溼潤。

噴嘴與受噴面的距離和夾角，應隨著風壓的波動而不斷的調整。噴嘴與受噴面的垂線夾角採用10~15°。噴嘴沿螺旋形軌跡運動，螺旋直徑為250~300mm。

（7）待噴射混凝土8強度達到設計強度75%以上安裝鋼板3，鋼板3嵌入凹槽後用環氧樹脂灌縫膠封閉空隙。預應力撐杆4穿過鋼板3的預埋孔後與鋼板3焊接成整體。

（8）對預應力撐杆4施加預應力，預應力撐杆4上部設有螺紋，通過螺帽擰緊預應力撐杆4的螺紋對預應力撐杆4施加預應力，預應力撐杆4頂部設置應力計測試應力情況，螺帽與混凝土樓板9之間設有橡皮墊。預應力施加完畢後採用環氧樹脂灌縫膠封閉預應力撐杆4和豎向孔之間空隙。