旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构及其施工方法

摘要

本发明涉及一种旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构及其施工方法，属于抗震加固领域。包括外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁、外加内部钢柱、外加外部钢柱、外加外部钢圈梁及新增加层混凝土楼板。本发明通过将厂房内部加层的荷载整体由加固钢架承担，改变原结构的传力模式，将抗震性能较差的砌体结构转化成主要依靠外加钢架承力的钢架混凝土混合结构，从根本上解决在旧厂房改造中原房屋抗震性能较差，地震造成人员和财产损失严重的问题，并充分利用了旧厂房的内部空间，增大了空间利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种加层加固结构及其施工方法，特别涉及一种旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构及其施工方法，属于抗震加固技术领域。

背景技术

房屋加层由于不占用新的土地，节省投资，能充分利用现有建筑结构，尤其在旧厂房改造中得到广泛应用。钢架混凝土梁能够充分发挥两种建筑材料的特点，具有更高的强度、刚度和更大的跨度，在大空间旧厂房内部加层中应用十分合适。同时，采用钢架混凝土结构可以减小楼盖厚度，降低结构自重，也能降低造价节省投资，具有显著的技术与经济效益。

发明内容

为了对城市废弃工业厂房进行改造再利用以及在原结构内部空间加层利用基础上，通过整体加固的方式延续其使用功能，提高其抗震的能力，本发明提出了一种旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构以及施工方法，通过将厂房内部加层的荷载整体由加固钢架承担，改变原结构的传力模式，将抗震性能较差的砌体结构转化成主要依靠外加钢架承力的钢架混凝土混合结构，从根本上解决在旧厂房改造中原房屋抗震性能较差，地震造成人员和财产损失严重的问题，并充分利用了旧厂房的内部空间，增大了空间利用率。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构，包括旧厂房原结构，其特征在于：包括外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁、外加内部钢柱、外加外部钢柱、外加外部钢圈梁及新增加层混凝土楼板；所述外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁以及外加内部钢柱焊接连接成多层网格状钢架；所述外加外部钢柱及外加外部钢圈梁沿原结构外部设置并闭合成圈，所述外加内部横向钢梁端部穿过原结构外墙，与外加外部钢柱及外加外部钢圈梁通过锚固措施连接成闭合钢架整体，共同组成多层网格状加固钢架；所述外加内部钢柱及外加外部钢柱的柱脚通过锚板与原结构基础连接；在外加内部横向钢梁及外加内部纵向钢梁上铺设有由混凝土浇筑成的新增加层混凝土楼板；其中，所述外加内部纵向钢梁两端设置在原结构山墙内侧，所述外加内部横向钢梁搭在外加内部纵向钢梁上，两者固定连接，共同围合成与原结构平面形状相同的轮廓；所述外加内部钢柱顶端支顶外加内部横向钢梁，其底端锚固在原结构基础或固定于其下层的外加内部横向钢梁上。

进一步地，所述外加内部横向钢梁设置并锚固于原结构柱两侧。

所述外加外部钢柱紧贴并锚固在原结构柱外表面。

所述外加内部横向钢梁和外加内部纵向钢梁为工字钢梁。

所述外加内部横向钢梁和外加内部纵向钢梁顶部焊接有锚钉，并所述锚钉包裹在新增加层混凝土楼板内。

所述外加内部横向钢梁上的锚钉为三排。

所述外加内部纵向钢梁上的锚钉为两排。

上述旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构的施工方法，采用步骤如下实施：

步骤一，根据旧厂房开间、进深、层高尺寸和内部加层所在位置，确定外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁及外加内部钢柱的长度；

步骤二，根据旧厂房开间、进深、层高尺寸和内部加层所在位置，确定外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁及外加内部钢柱的安装位置，并根据外加内部钢柱的安装位置预先整平原结构基础表面；

步骤三，在原结构柱两侧的原结构外墙内开洞；

步骤四，在原结构柱两侧开洞位置安装外加内部横向钢梁；

步骤五，安装外加内部纵向钢梁和外加内部钢柱，调整外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁及外加内部钢柱位置使三者相互连接；

步骤六，根据外加内部横向钢梁端头位置，安装并调整外加外部钢圈梁位置，使外加外部钢圈梁搭在外加内部横向钢梁上，并将两者连接；

步骤七，安装外加外部钢柱，并与外加外部钢圈梁紧密连接，外加外部钢柱固定在原结构柱外表面；

步骤八，调整整个钢架结构的位置和连接，并固定各钢构件，外加内部钢柱及外加外部钢柱的柱脚锚固于原结构基础上；

步骤九，以外加内部横向钢梁、外加内部纵向钢梁上表面作为模板支撑，浇筑混凝土，形成新增加层混凝土楼板；

步骤十，养护完成后，对裸露在外的钢构件进行防锈处理。

其中，所述步骤九中的混凝土标号不小于C30。

有益效果：

本发明通过设置纵横两个方向钢梁对接设置，在原结构内部钢架上方铺设混凝土楼板，所述钢梁的底端与与原结构基础固定连接，以及沿原结构柱外壁设置的钢柱形成的钢架，共同形成对原结构的加层加固结构。新增加层结构利用了旧厂房结构柱强度富余，并通过钢架将新增加层荷载传递于基础之上，并且通过外部钢圈梁设置使得整体更加稳固，更好的的满足了抗震和加层的要求。

本发明所述加固结构，结构简单，传力明确，不破坏原有结构的整体性，且施工期间不影响原结构的使用功能，以较小的成本实现较大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明钢架结构平面示意图。

图2为本发明原结构和钢架结构的立面图。

图3为本发明原结构和钢架结构的侧立面图。

图4为外加内部横向钢梁示意图。

图5为外加内部纵向钢梁示意图。

附图标记：1：原结构外墙；2：原结构柱；3：外加内部纵向钢梁；4：外加内部横向钢梁；5：外加内部钢柱；6：外加外部钢圈梁；7：外加外部钢柱；8：新增加层混凝土楼板。

具体实施方式

如图1-5所示，一种旧厂房内部加层改造钢架混凝土结构，包括旧厂房原结构、外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3、外加内部钢柱5、外加外部钢柱7、外加外部钢圈梁6及新增加层混凝土楼板8。所述外加内部横向钢梁4和外加内部纵向钢梁3均为工字钢梁。外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3以及外加内部钢柱5焊接连接成多层网格状钢架。外加外部钢柱7及外加外部钢圈梁6沿原结构外部设置并闭合成圈，外加内部横向钢梁4端部穿过原结构外墙1，与外加外部钢柱7及外加外部钢圈梁6通过锚固措施连接成闭合钢架整体，共同组成多层网格状加固钢架；外加内部钢柱5及外加外部钢柱7的柱脚通过锚板与原结构基础连接；在外加内部横向钢梁4及外加内部纵向钢梁3上铺设有由混凝土浇筑成的新增加层混凝土楼板8；其中，所述外加内部纵向钢梁3两端设置在原结构山墙内侧，外加内部横向钢梁4搭在外加内部纵向钢梁3上，两者固定连接，共同围合成与原结构平面形状相同的轮廓。外加内部钢柱5顶端支顶外加内部横向钢梁4，其底端锚固在原结构基础或固定于其下层的外加内部横向钢梁4上，如外加内部钢柱5在二层时，其上下两端皆固定于外加内部横向钢梁4上。另外，外加内部横向钢梁4设置并锚固于原结构柱2两侧，外加外部钢柱7紧贴并锚固在原结构柱2外表面。其中，外加内部横向钢梁4和外加内部纵向钢梁3顶部焊接有两排或三排锚钉，如图4-5所述，锚钉包裹在新增加层混凝土楼板8内。其具体施工方法为：

步骤一，根据旧厂房开间、进深、层高尺寸和内部加层所在位置，确定外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3及外加内部钢柱5的长度；

步骤二，根据旧厂房开间、进深、层高尺寸和内部加层所在位置，确定外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3及外加内部钢柱5的安装位置，并根据外加内部钢柱5的安装位置预先整平原结构基础表面；

步骤三，在原结构柱2两侧的原结构外墙1内开洞；

步骤四，在原结构柱2两侧开洞位置安装外加内部横向钢梁4；

步骤五，安装外加内部纵向钢梁3和外加内部钢柱5，调整外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3及外加内部钢柱5位置使三者相互连接；

步骤六，根据外加内部横向钢梁4端头位置，安装并调整外加外部钢圈梁6位置，使外加外部钢圈梁6搭在外加内部横向钢梁4上，并将两者连接；

步骤七，安装外加外部钢柱7，并与外加外部钢圈梁6紧密连接，外加外部钢柱7固定在原结构柱2外表面；

步骤八，调整整个钢架结构的位置和连接，并固定各钢构件，外加内部钢柱5及外加外部钢柱7的柱脚锚固于原结构基础上；

步骤九，以外加内部横向钢梁4、外加内部纵向钢梁3上表面作为模板支撑，浇筑标号不小于C30的混凝土，形成新增加层混凝土楼板8；

步骤十，养护完成后，对裸露在外的钢构件进行防锈处理。

以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。