一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构论文和设计-顾天熊

全文摘要

本实用新型公开了一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：由节点加固区和梁加固区构成，所述节点加固区包括在节点四周的主梁上分别设置的钢梁结构围套，相邻钢梁结构围套之间采用围套连接钢板焊接固定，4个所述围套连接钢板与4个钢梁结构围套一起包围的区域为内部钢筋密集区，所述内部钢筋密集区内浇筑有灌浆料；所述梁加固区为混凝土梁加大截面部分，包括延伸连接内部钢筋密集区的多根加固钢筋和浇筑在原梁体外围的混凝土层。本实用新型增加了节点的整体刚度和传力路径，加固件的节点抗变形能力有了十分明显的提高，能应用于大跨度多层抽柱施工。

主设计要求

1.一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：由节点加固区和梁加固区构成，所述节点加固区包括在节点四周的主梁上分别设置的钢梁结构围套，相邻钢梁结构围套之间采用围套连接钢板焊接固定，4个所述围套连接钢板与4个钢梁结构围套一起包围的区域为内部钢筋密集区，所述内部钢筋密集区内浇筑有灌浆料；所述梁加固区为混凝土梁加大截面部分，包括延伸连接内部钢筋密集区的多根加固钢筋和浇筑在原梁体外围的混凝土层。

设计方案

2.根据权利要求1所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢梁结构围套与梁根部的距离为300～600mm。

3.根据权利要求1或2所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述围套连接钢板与原梁体延伸方向的夹角为45°，围套连接钢板和钢梁结构围套之间采用剖口焊接固定。

4.根据权利要求3所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢梁结构围套和围套连接钢板的厚度为20～25mm。

5.根据权利要求1所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢梁结构围套与混凝土连接面设有不大于5mm厚的粘钢胶层。

6.根据权利要求1所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：浇筑的灌浆料掺有连续级配为5-16mm的细石骨料。

7.根据权利要求1所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢梁结构围套的高度与增大截面后的梁体高度相等。

8.根据权利要求2所述的大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢梁结构围套与梁根部的距离为500～600mm。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种框架结构建筑，具体涉及一种在对大跨度多层建筑进行抽柱施工改造时，用于对梁柱节点进行加固的结构。

背景技术

框架结构是由许多梁和柱共同组成的框架来承受房屋全部荷载的结构。框架梁与框架柱结合的部位，被称为框架节点或梁柱节点。框架受力后，各种内力是通过梁端与柱端传到节点核心中去的，梁柱的截面尺寸及梁端与柱端的配筋构造对节点核心区的受力性能有着直接的影响，而节点核心区的构造也影响到邻近的梁端和柱端的承载力、刚度及钢筋锚固性能。

节点作为梁、柱接头区的主要组成部分，在平面框架中承受由左、右梁端和上下柱端传来的弯矩、剪力和轴力。当竖向荷载较大而水平地震反应较小时，由左、右梁端截面中的内力引起的节点剪力较小，节点的受力较为有利，而当水平地震反应较大，使左、右梁端分别承受正、负弯矩作用时，节点剪力就比较大，对节点受力极为不利。

托梁换柱加固改造技术主要用于改变建筑使用功能及增大室内空间的旧房改造中。由于建筑使用需求的改变而改变结构，改变原结构的传力途径，拆除原结构中的柱子，并对上方的梁进行加固，将原结构和荷载传递到新增结构体系上的一种施工综合技术，这种技术即为托梁抽柱。

抽柱施工中，节点是结构传力的枢纽，起着传递和分配内力、保证整体性的作用。节点加固的好坏往往是影响工程成败的关键环节。

抽柱施工的核心问题是安全，安全的核心控制在于节点。

现在对梁柱加固的方法常用的有包钢加固法、粘钢加固法、粘贴CFRP加固法等，但节点核心区由于双向框架梁形成的空间障碍，使得这些传统的加固方法因没有足够的作业面而难以凑效，这势必造成一些建筑结构的薄弱点向节点核心区转移。

大跨度多层抽柱施工不同于传统的单层抽柱和单根抽柱施工技术，传统的单根单层抽柱结构一般为顶层抽柱改造，其加固方案主要为原梁增大截面或者在屋面增加纵向上翻钢结构型钢梁增大原梁的刚度，对抽柱后两侧的柱进行增大截面处理即可，而大跨度抽柱中往往梁的跨度可以增大原来的2~3倍，因而原梁的抗弯荷载呈级数的增大，同时还涉及荷载往下一层的传递，梁柱节点的加固更复杂，节点处理涉及梁、柱截面增大，钢筋穿柱施工，抗剪焊钉施工，钢筋绕柱施工，原柱开槽穿筋施工，钢结构XY方向四面整体围套施工等，其技术难度和复杂程度是单根单层小跨度结构下抽柱施工不可比拟的。传统的节点加固方法只是框架柱加固的延伸和变形，其并未从根本上解决框架梁所造成的空间阻隔，也就无法形成对节点核心区的有效环包约束，这不仅使得加固材料的力学性能无法充分发挥，也造成传统加固方法对节点核心区的加固效果十分有限。

因此，针对当前框架结构托梁抽柱改造中抗震不足的实际情况，提出对节点的新的加固技术是非常必要的。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，提升对梁柱节点核心区的加固效果。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，由节点加固区和梁加固区构成，所述节点加固区包括在节点四周的主梁上分别设置的钢梁结构围套，相邻钢梁结构围套之间采用围套连接钢板焊接固定，4个所述围套连接钢板与4个钢梁结构围套一起包围的区域为内部钢筋密集区，所述内部钢筋密集区内浇筑有灌浆料；所述梁加固区为混凝土梁加大截面部分，包括延伸连接内部钢筋密集区的多根加固钢筋和浇筑在原梁体外围的混凝土层。

上述技术方案中，在梁的4个方向增设钢梁结构围套，并采用围套连接钢板将围套焊接成整体，保证原梁在节点位置4个方向力的传递，增加传力路线，增大梁端的截面刚度，使加固件的节点抗变形能力有十分明显的提高。同时，在内部钢筋密集区内浇筑灌浆料，解决了梁端密集钢筋区混凝土空鼓无法浇筑成一个整体的问题。

上述技术方案中，所述钢梁结构围套与梁根部的距离为300～600mm。优选地，所述钢梁结构围套与梁根部的距离为500～600mm。

优选的技术方案，所述围套连接钢板与原梁体延伸方向的夹角为45°，围套连接钢板和钢梁结构围套之间采用剖口焊接固定。

上述技术方案中，所述钢梁结构围套和围套连接钢板的厚度为20～25mm。

所述钢梁结构围套与混凝土连接面设有不大于5mm厚的粘钢胶层。

对较大体积的灌浆料浇筑，浇筑的灌浆料掺有连续级配为5-16mm的细石骨料。

上述技术方案中，所述钢梁结构围套的高度与增大截面后的梁体高度相等。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型通过设置钢梁结构围套和围套连接钢板，并将两者采用坡口焊接成型，增加了节点的整体刚度和传力路径，加固件的节点抗变形能力有了十分明显的提高，能满足梁跨度由原来的柱距由L变为2L～3L的承载力要求，从而能应用于大跨度多层抽柱施工。

2、本实用新型通过设置围套和围套连接钢板结构，在围套内部先浇筑灌浆料，围套结构可以兼做灌浆料模板，可以保证钢筋密集区两端混凝土浇筑密实，解决了现有技术中增大截面施工时，梁端部混凝土在钢筋密集区无法浇筑密实，产生空鼓的问题。

3、本实用新型中，钢梁结构围套内部钢筋密集区域采用灌浆料浇筑，钢围套外部浇筑混凝土，可以保证梁增大截面端部混凝土区域浇筑密实。

附图说明

图1是本实用新型实施例的抽柱梁围套结构的平面示意图；

图2是实施例中灌浆料浇筑区域示意图；

图3是现有技术中仅采用梁截面增大施工时产生空鼓区域的立面示意图；

图4是实施例中采用围套结构后的浇筑立面示意图。

其中：1、原混凝土柱；2、主梁；3、钢梁结构围套；4、围套连接钢板；5、梁截面增大部分；6、灌浆料；7、空鼓。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构，由节点加固区和梁加固区构成。参见图1所示，图中，中央为待拆除的原混凝土柱1；节点加固区包括在节点处四个方向的主梁2上分别设置的钢梁结构围套3，相邻钢梁结构围套3之间采用围套连接钢板4焊接固定。本实施例中，围套连接钢板4与原主梁2延伸方向的夹角为45°，围套连接钢板4和钢梁结构围套3之间采用剖口焊接固定；节点核心区围套结构钢板厚度参数对加固构件的最大承载力、极限强度及变形能力等性能指标有较大影响，本实施例中，钢梁结构围套和围套连接钢板的厚度为20～25mm。钢梁结构围套与梁根部的距离根据节点加固要求确定，通常在300～600mm，本实施例中，该距离为400mm。通过上述结构，连接钢板将围套焊接成整体，保证原梁在节点位置4个方向力的传递，增加传力路线，增大梁端的截面刚度，加固件的节点抗变形能力有了十分明显的提高，能满足梁跨度由原来的柱距由L变为2L～3L的承载力要求。

两个方向主梁均采用增大截面加固法加固，构成梁加固区，梁截面增大部分5如图1所示。其中，在原主梁四周布置抗剪焊钉剪力键，增加新老混凝土结构的连接，保证新老混凝土的共同受力。增大截面施工时，梁端部混凝土在钢筋密集区无法浇筑密实，参见附图2所示，在围套内部先浇筑灌浆料6，围套结构可以兼做灌浆料模板，可以保证钢筋密集区两端混凝土浇筑密实。

钢筋混凝土框架结构的梁柱节点处，由于受力复杂，配筋较密，加之纵横向钢筋的交叉，使得混凝土浇筑比较困难，施工时容易造成梁根部空鼓薄弱部位，参见附图3，示出了浇筑出现的空鼓7。本实施例中，由4个围套连接钢板与4个钢梁结构围套一起包围内部钢筋密集区，围套内部浇筑高强无收缩灌浆料，围套外部增大截面浇筑混凝土，如图4所示，解决了梁端密集钢筋区混凝土空鼓无法浇筑成为一个整体的问题。

所述钢梁结构围套与混凝土连接面设有不大于5mm厚的粘钢胶层。钢梁结构围套的高度与增大截面后的梁体高度相等。

对较大体积的灌浆料浇筑应掺入适量的连续级配为5-16mm的细石骨料。

传统的节点加固方法只是框架柱加固的延伸和变形，其并未从根本上解决框架梁所造成的空间阻隔，也就无法形成对节点核心区的有效环包约束，这不仅使得加固材料的力学性能无法充分发挥，也造成传统加固方法对节点核心区的加固效果十分有限。本实施例中，通过将钢结构围套采用连接钢板连接形成了一个整体，使节点核心区得到有效加固。

设计图

一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构论文和设计

一种大跨度多层抽柱施工的梁柱节点加固结构论文和设计-顾天熊

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢