一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法及新增梁构件

摘要

本发明公开了一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法及新增梁构件，通过凿除原钢骨混凝土构件上需要加固位置处的混凝土层，切断露出的箍筋和钢筋，在原钢骨混凝土构件的型钢、箍筋以及钢筋之间焊接牛腿式新的型钢，在新的型钢的外侧焊接新的钢筋，在新的钢筋的外侧绑扎新的箍筋，浇注新的混凝土，即得到加固连接于钢骨混凝土构件的新增梁构件，本牛腿式加固方法，能够节省人工和工期，只需凿除钢骨混凝土构件需固定牛腿部位的保护层，凿除作业较少，扬尘、噪音较少，牛腿只需焊接，对钢骨混凝土构件无影响，本发明还公开了采用上述钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法得到的新增梁构件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢骨混凝土构件的加固方法，具体涉及一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法及新增梁构件。

背景技术

目前在民用建筑及工业建筑中，因为建筑物的功能改变、承载力增加等原因，而需要在原有的建筑结构上新增梁构件以满足要求，当前在原建筑结构上新增加梁是一种简单有效的加固改造办法。

原有的钢筋混凝土结构一般通过植筋进行新增梁加固，需在原钢筋混凝土结构上钻孔，且达到一定的深度，钻孔宜用电锤或风钻成孔，如遇钢筋调整孔位避开，然后把钢筋与原建筑结构用钻孔植筋方式连接，再进行箍筋绑扎及浇筑。

申请号为201210470138.9的中国发明专利申请公开了一种植筋技术工艺。该工艺步骤如下：一、在混凝土构件上用粉笔或石笔画好植筋位置；二、钻孔：钻孔使用配套冲击电钻，钻孔时，空洞间距与孔洞深度应满足植筋锚固技术参数要求；三、清孔：清孔时，先用吹风机清除孔洞粉尘，要经多次吹刷完成，孔内要保持干燥，不能潮湿，更不允许用水清洗，以免残留在孔中的水分削弱胶黏剂的作用；四、填钢筋胶黏剂；五、植筋；六、凝胶。本发明可以代替管桩等地基处理方法对施工困难的小区域实现构筑物基础满足对承载力及其稳定性的施工要求，不需要大量破坏现有结构，工艺简单，拉拔强度高，工程造价低，使局部结构加固效果能够达到设计强度要求。

新一代的建筑中我国已经趋向采用钢骨混凝土构件，有着其他结构不具备的优点，广泛应用于各类建筑。钢骨混凝土构件的承载力远高于同等外形的钢筋混凝土构件，延性比钢筋混凝土结构明显提高，抗震性能良好因此越来越多的新型建筑使用型钢混凝土构件，现有的钢骨混凝土构件一般包括型钢、钢筋、箍筋以及混凝土。

对于在钢骨混凝土构件中加固连接新增梁，采用传统的钻孔植筋技术需在钢骨混凝土构件中钻孔，钻孔无法避开内部的型钢的部分翼缘板及腹板，为满足孔深要求必须穿透这两层钢板。施工难度大且对原结构造成影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法，该牛腿式加固方法安全性能高、操作方便、质量易控制、缩短工期。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案：一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法，所述钢骨混凝土组合构件包括第一型钢、第一钢筋、第一箍筋以及第一混凝土，所述第一型钢位于中心部位，所述第一钢筋设置于所述第一型钢的外侧并且与所述第一型钢同方向延伸，所述第一箍筋环绕绑扎于所述第一钢筋的外侧，所述第一混凝土浇筑于所述第一型钢、第一钢筋以及第一箍筋上，所述牛腿式加固方法包括如下步骤：

第一步骤，确定所述钢骨混凝土组合构件的加固位置；

第二步骤，凿除所述加固位置处的外侧的第一混凝土的混凝土层，露出所述加固位置处的内侧的第一箍筋的第一箍筋段、第一钢筋的第一钢筋段以及第一型钢的第一型钢段翼缘板外侧面；

第三步骤，切断露出的所述第一箍筋段和第一钢筋段，使第一箍筋段的断开间隙和第一钢筋段的断开间隙构成通向所述第一型钢段翼缘板外侧面的焊接通道；

第四步骤，选取横截面与所述焊接通道相匹配的牛腿式第二型钢，将所述第二型钢插入所述焊接通道，使所述第二型钢的第一端部的端面与所述第一型钢段翼缘板外侧面焊接连接，使所述第二型钢的第一端部的外侧面分别与所述第一钢筋段的断面和第一箍筋段的断面焊接连接；

第五步骤，在所述第二型钢的翼缘板外侧面和/或内侧面上焊接与所述第二型钢同方向延伸的第二钢筋，使所述第二钢筋的自由端伸出所述第二型钢的第二端部；

第六步骤，在所述第二钢筋的外侧环绕绑扎第二箍筋；

第七步骤，在所述第二箍筋的外侧设置新增梁模板，所述新增梁模板围城浇筑腔；

第八步骤，向所述浇筑腔中浇筑第二混凝土；

第九步骤，第二混凝土凝固后，拆除所述新增梁模板，得到加固连接于钢骨混凝土构件的新增梁构件。

进一步的技术方案，第四步骤和第五步骤之间还设置有焊缝探伤试验程序，待所述第二型钢与第一型钢段翼缘板外侧面、第一钢筋段的断面以及第一箍筋段的断面之间的焊缝冷却后，检查所述焊缝的质量，焊缝质量合格即可进入下一步骤。

进一步的技术方案，第四步骤中，所述第二型钢分别与所述第一型钢段翼缘板外侧面、第一钢筋段的断面以及第一箍筋段的断面之间采用坡口熔透焊接。

进一步的技术方案，第八步骤中，首先在所述第一混凝土的凿除面上涂刷水泥浆层，然后在所述第二型钢、第二钢筋以及第二箍筋上浇筑第二混凝土，使所述第二混凝土与所述水泥浆层充分结合。

进一步的技术方案，第八步骤中，在浇筑过程中，一边浇筑第二混凝土，一边捣实第二混凝土。

进一步的技术方案，第七步骤中，在所述第一型钢段翼缘板外侧面和第二型钢的结合处预留有第一振捣孔，在所述第二型钢的下部翼缘板的下侧面预留有第二振捣孔。

本发明还提供另外一个技术方案：一种钢骨混凝土构件的新增梁构件，所述钢骨混凝土组合构件包括第一型钢、第一钢筋、第一箍筋以及第一混凝土，所述第一型钢位于中心部位，所述第一钢筋设置于所述第一型钢的外侧并且与所述第一型钢同方向延伸，所述第一箍筋环绕绑扎于所述第一钢筋的外侧，所述第一混凝土浇筑于所述第一型钢、第一钢筋以及第一箍筋上，

所述钢骨混凝土构件设置有加固位置，所述加固位置处设置第一混凝土凿除断面，所述第一箍筋的第一箍筋段、第一钢筋的第一钢筋段以及第一型钢的第一型钢段翼缘板外侧面露出于所述第一混凝土凿除断面，所述第一钢筋段设置有切断间隙A，所述第一箍筋段设置有切断间隙B，所述切断间隙A和切断间隙B构成通向所述第一型钢段翼缘板外侧面的焊接通道；

所述新增梁构件包括牛腿式第二型钢、第二钢筋、第二箍筋以及第二混凝土，所述第二型钢与所述焊接通道的横截面相匹配，所述第二型钢的第一端部置于所述焊接通道中，所述第二型钢的第一端部的端面与所述第一型钢段翼缘板外侧面焊接连接，所述第二型钢的第一端部的外侧面分别与所述第一钢筋段的断面和第一箍筋段的断面焊接连接，所述第二钢筋焊接于所述第二型钢的翼缘板外侧面和/或内侧面上焊接，所述第二钢筋与所述第二型钢同方向延伸且其自由端伸出所述第二型钢的第二端部，所述第二箍筋环绕绑扎于所述第二钢筋的外侧，所述第二混凝土浇筑于所述第二型钢、第二钢筋以及第二箍筋上。

进一步的技术方案，所述第二型钢的高度大于所述新增梁构件的高度的70%。

进一步的技术方案，所述第二型钢分别与所述第一型钢段、第一钢筋段以及第一箍筋段之间采用坡口熔透焊接。

进一步的技术方案，所述第一混凝土凿除断面上涂刷有水泥浆层，所述第二混凝土与所述水泥浆层结合连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、安全性能提高，第二型钢牛腿焊接在第一型钢的第一型钢段翼缘板外侧面上，不同于传统植筋方法，此工法无需钻孔不需要将原建筑结构破坏，第二型钢的上下侧面分别与受拉受压钢筋焊接并与混凝土浇筑结合在一起，形成一个整体，第二型钢传力简明可靠既可以承受由新增梁传递的弯矩，又能将第二型钢看成连续设置的箍筋来承受部分剪力；

2、操作方便，传统的植筋需要钻孔至一定深度，由于原钢骨混凝土构件内存在翼缘板及腹板，植筋时无法避开。钻孔操作难度大，且使得腹板内由于钻孔而造成部分的截面损失，第二型钢直接焊接不需要破坏原结构，施工时只需凿除部分第一混凝土层便可以焊接；

3、质量易控制，传统的植筋需对植筋胶的质量，植筋钻孔的深度及孔径等作要求，这些隐蔽在内部难以控制的项目关系到结构的安全性，本法在施工时只需要控制好焊缝质量，做好探伤试验，焊缝质量合格便可以做下一步工序；

4、缩短工期，传统的植筋胶水需要72小时以上的固化养护后进行拉拔试验，确定植筋质量合格后方可以进行下一道工序，第二型钢焊接施工完成焊缝冷却后便可以进行探伤试验，质量合格后进行下一道工序。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的钢骨混凝土构件的结构示意图；

图2为本发明公开的钢骨混凝土安装位置处凿除混凝土后与新增梁构件的连接示意图。

其中，1、第一工字型钢；11、第一型钢段的翼缘板外侧面；2、第一钢筋；21、第一钢筋段；3、第一箍筋；31、第一箍筋段；4、第一混凝土；5、第二工字型钢；6、第二钢筋；7、第二箍筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1和图2，如其中的图例所示，一种钢骨混凝土构件的牛腿式加固方法，上述钢骨混凝土组合构件包括第一工字型钢1、第一钢筋2、第一箍筋3以及第一混凝土4，第一工字型钢1位于中心部位，第一钢筋2设置于第一工字型钢1的外侧并且与第一工字型钢1同方向延伸，第一箍筋3环绕绑扎于第一钢筋2的外侧，第一混凝土4浇筑于第一工字型钢1、第一钢筋2以及第一箍筋3上，上述牛腿式加固方法包括如下步骤：

第一步骤，确定上述钢骨混凝土组合构件的加固位置；

施工前应认真阅读设计施工图，按设计图纸，在钢骨混凝土构件的新增梁位置测放凿除控制线，待凿除完成后，在第一工字型钢1表面测放钢板焊接位置控制线。

第二步骤，凿除上述加固位置处的外侧的第一混凝土4的混凝土层，露出上述加固位置处的内侧的第一箍筋3的第一箍筋段31、第一钢筋2的第一钢筋段21以及第一工字型钢1的第一型钢段翼缘板外侧面11；

凿除上述钢骨混凝土构件的外侧混凝土保护层，剔除四周松动混凝土。

第三步骤，切断露出的第一箍筋段31和第一钢筋段21，使第一箍筋段31的断开间隙和第一钢筋段21的断开间隙构成通向第一型钢段翼缘板外侧面11的焊接通道；

切除腹板位置处的第一箍筋段31和翼缘板处的第一钢筋段21

第四步骤，选取横截面与上述焊接通道相匹配的牛腿式第二工字型钢5，将第二工字型钢5插入上述焊接通道，使第二工字型钢5的第一端部的端面与第一型钢段翼缘板外侧面11焊接连接，使第二工字型钢5的第一端部的翼缘板外侧面与第一钢筋段21的端面焊接连接，使第二工字型钢5的第一端部的腹板与第一箍筋段31的断面焊接连接；

第二型钢5的焊接工作应由取得相应资格、并拥有有效焊工合格证的焊工承担；焊接时，焊缝应平直，焊波应均匀，无虚焊、漏焊；

焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，第二工字型钢5与第一型钢段翼缘板外侧面11的焊接、第二工字型钢5的腹板与第一箍筋段31的焊接以及第二工字型钢5的翼缘板与第一刚筋段21的焊接均采用坡口溶透焊缝，探伤检验必须符合现行国家标准；

牛腿式第二工字型钢5安装严格按照图纸规定的轴线方向和位置定位，腹板的垂直偏差控制在最小范围内；

第五步骤，在第二工字型钢5的翼缘板外侧面和/或内侧面上焊接与第二工字型钢5同方向延伸的第二钢筋6，使第二钢筋6的自由端伸出第二工字型钢5的第二端部；

受压、受拉部位的第二钢筋6分别焊接在第二工字型钢5的上下翼缘板上，依据搭接长度的要求，用电弧焊焊接；

第六步骤，在第二钢筋6的外侧环绕绑扎第二箍筋7；

第七步骤，在第二箍筋7的外侧设置新增梁模板，上述新增梁模板围城浇筑腔；

第八步骤，向上述浇筑腔中浇筑第二混凝土（图中未视出）；

第九步骤，上述第二混凝土凝固后，拆除上述新增梁模板，得到加固连接于钢骨混凝土构件的新增梁构件。

上述第二工字型钢5制作的牛腿受力性能良好，传力路径明确，通过焊接这一可靠方式使得第二工字型钢5局部受压所产生的竖向力得到可靠传递。

为了保证第四步骤中焊接的焊接可靠，第四步骤和第五步骤之间还设置有焊缝探伤试验程序，待第二工字型钢5与第一型钢段翼缘板外侧面11、第一钢筋段21以及第一箍筋段31之间的焊缝冷却后，检查上述焊缝的质量，焊缝质量合格即可进入下一步骤，第二工字型钢5分别与第一型钢段翼缘板外侧面11、第一钢筋段21的断面以及第一箍筋段31的断面之间采用坡口熔透焊接。

为了保证第一混凝土层4和第二混凝土层无缝对接，首先在第一混凝土4的凿除面上涂刷水泥浆层，然后在第二工字型钢5、第二钢筋6以及第二箍筋7上浇筑第二混凝土，使第二混凝土与上述水泥浆层充分结合。

为了保证新增梁构件的紧实度，第八步骤中，在浇筑过程中，一边浇筑第二混凝土，一边捣实第二混凝土，浇筑时要保证其密实度和防止开裂。

为了施工方便，在不易振捣处留振捣口，第七步骤中，在第一型钢段翼缘板外侧面11和第二工字型钢5的结合处预留有第一振捣孔（图中未视出），在第二工字型钢5的下部翼缘板的下侧面预留有第二振捣孔（图中未视出）。

下面介绍一种钢骨混凝土构件的新增梁构件，上述钢骨混凝土组合构件包括第一工字型钢1、第一钢筋2、第一箍筋3以及第一混凝土4，第一工字型钢1位于中心部位，第一钢筋2设置于第一工字型钢1的外侧并且与第一工字型钢1同方向延伸，第一箍筋3环绕绑扎于第一钢筋2的外侧，第一混凝土4浇筑于第一工字型钢1、第一钢筋2以及第一箍筋3上，

上述钢骨混凝土构件设置有加固位置，该加固位置处设置第一混凝土凿除断面，第一箍筋3的第一箍筋段31、第一钢筋2的第一钢筋段21以及第一工字型钢1的第一型钢段翼缘板外侧面11露出于上述第一混凝土凿除断面，第一钢筋段21设置有切断间隙A，第一箍筋段31设置有切断间隙B，上述切断间隙A和切断间隙B构成通向第一型钢段翼缘板外侧面11的焊接通道；

上述新增梁构件包括牛腿式第二工字型钢5、第二钢筋6、第二箍筋7以及第二混凝土，第二工字型钢5与上述焊接通道的横截面相匹配，第二工字型钢5的第一端部置于上述焊接通道中，第二工字型钢5的第一端部的端面与第一型钢段翼缘板外侧面11焊接连接，第二工字型钢5的第一端部的翼缘板外侧面与第一钢筋段21的断面焊接连接，第二工字型钢5的第一端部的腹板与第一箍筋段31的断面焊接连接，第二钢筋6焊接于第二工字型钢5的翼缘板外侧面和/或内侧面上，第二钢筋6与第二工字型钢5同方向延伸且其自由端伸出第二工字型钢5的第二端部，第二箍筋7环绕绑扎于第二钢筋6的外侧，第二混凝土浇筑于第二工字型钢5、第二钢筋6以及第二箍筋7上。

第二工字型钢5的高度大于上述新增梁构件的高度的70%。

以下为传统的植筋技术与本发明的新增梁加固方法及结构的对比

对比项目钢骨混凝土构件新增梁植筋加固技术钢骨混凝土构件新增梁牛腿加固技术经济效益在型钢柱上钻孔植筋，需穿透钢板，耗费较多人工本方法施工，节省人工和工期环保、节能效益植筋技术需要在原结构上钻孔作业，扬尘、噪音较大。只需凿除牛腿部位保护层。凿除作业较少，扬尘、噪音较少社会效益钻孔需对型钢柱腹板造成截面损失牛腿只需焊接对原型钢柱无影响

实施例二

其余与所述实施例一相同，不同之处在于，上述第一工字型钢替换为第一H型钢，上述第二工字型钢替换为第二H型钢。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。