一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构

技术领域

本发明涉及一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，属于既有建筑改造技术领域。

背景技术

随着我国经济社会的发展，在对混凝土结构既有建筑的改造和加固中，越来越多地会采用受力高效、对原结构扰动小、施工便捷的钢结构，如建筑中庭楼面洞口的局部封堵，即在既有混凝土梁外侧增设悬挑钢梁，新增悬挑钢梁一般采用H型截面、箱型截面等，新增悬挑钢梁与既有混凝土梁侧面连接处会存在一定的弯矩和剪力；现阶段，此类连接的常规做法是通过后植锚筋（化学锚栓）及锚板相连，后植锚筋（化学锚栓）承担新增悬挑钢梁的根部弯矩和剪力；此做法至少有两个不足之处：

（1）新增悬挑钢梁处的既有混凝土梁的背部无梁时，新增悬挑钢梁的根部弯矩将转化为既有混凝土梁的扭矩，而一般混凝土梁的抗扭能力较差，只能承担较小的新增悬挑钢梁根部弯矩，因此，此做法使得新增悬挑钢梁的悬挑跨度不能满足建筑改造之需；

（2）若既有混凝土梁截面高度有限，则后植锚筋（化学锚栓）的数量有限，其能承担的弯矩和剪力就有限，若新增悬挑钢梁存在悬挑跨度较大或荷载较大的情况，则此做法往往不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，使新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构上，提升新增悬挑钢梁的悬挑跨度和承载能力，解决在既有混凝土梁上新增悬挑钢梁的连接问题，弥补现有连接技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，包括既有混凝土梁和新增悬挑钢梁，所述新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁的外侧面上，所述新增悬挑钢梁的上翼缘板向既有混凝土梁的内侧方向延伸形成上翼缘板延伸段，所述上翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土梁内侧的既有混凝土内侧梁或新增内侧钢梁连接；所述新增内侧钢梁设置在既有混凝土梁内侧的既有混凝土板底部，所述上翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土梁内侧的新增内侧钢梁连接时，所述受剪锚栓依次穿过新增内侧钢梁的上翼缘板和既有混凝土板后与新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段穿孔塞焊连接。

作为本发明的优选，所述上翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土梁内侧的既有混凝土内侧梁连接时，所述受剪锚栓锚固在既有混凝土内侧梁的顶部，且受剪锚栓与新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段穿孔塞焊连接。

作为本发明的优选，还包括外侧后植埋件和内侧后植埋件；

所述外侧后植埋件锚固在既有混凝土梁的外侧面上，所述新增悬挑钢梁与外侧后植埋件连接；

所述内侧后植埋件锚固在既有混凝土梁的内侧面上，所述新增内侧钢梁与内侧后植埋件连接。

进一步优选，所述内侧后植埋件包括内侧锚板和内侧连接板，所述内侧锚板锚固在既有混凝土梁的内侧面上，内侧锚板的背面与既有混凝土梁的内侧面贴合接触，内侧连接板设置在内侧锚板的正面，所述内侧连接板用于与新增内侧钢梁的腹板螺栓连接；

所述外侧后植埋件包括外侧锚板和外侧连接板，所述外侧锚板锚固在既有混凝土梁的外侧面上，外侧锚板的背面与既有混凝土梁的外侧面贴合接触，外侧连接板设置在外侧锚板的正面，所述外侧连接板用于与新增悬挑钢梁的腹板螺栓连接。

进一步优选，所述内侧锚板和外侧锚板通过后植锚筋连接，所述后植锚筋穿过既有混凝土梁，后植锚筋的两端分别与内侧锚板和外侧锚板穿孔塞焊连接。

作为本发明的优选，所述新增内侧钢梁的下翼缘板与内侧锚板焊接；所述新增悬挑钢梁的下翼缘板与外侧锚板焊接。

作为本发明的优选，所述新增悬挑钢梁的下翼缘板向既有混凝土梁的内侧方向延伸形成下翼缘板延伸段，所述下翼缘板延伸段与新增内侧钢梁的下翼缘板焊接。

进一步优选，所述新增悬挑钢梁的下翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土梁连接，受剪锚栓锚固在既有混凝土梁底部，且受剪锚栓与新增悬挑钢梁的下翼缘板延伸段穿孔塞焊连接。

作为本发明的优选，所述新增内侧钢梁和新增悬挑钢梁共用同一个下翼缘板。

作为本发明的优选，所述新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段还通过受剪锚栓与既有混凝土梁连接，受剪锚栓锚固在既有混凝土梁顶部，且受剪锚栓与新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段穿孔塞焊连接。

本发明的有益之处在于：

（1）新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段将新增悬挑钢梁上翼缘板承受的拉力传递给既有混凝土梁板结构，解决了新增悬挑钢梁根部弯矩较大的问题，避免了外侧后植埋件的受弯，使外侧后植埋件仅传递剪力，从而提高新增悬挑钢梁与既有混凝土梁板结构连接处的受弯和受剪能力，进而提升新增悬挑钢梁的悬挑跨度和承载能力。

（2）本发明不受既有混凝土梁内侧是否有梁的限制，即，既有混凝土梁内侧有梁或者无梁均可以新增悬挑钢梁；

当既有混凝土梁内侧无梁时，通过新增内侧钢梁参与平衡新增悬挑钢梁对既有混凝土梁的扭转作用，协调变形；

当既有混凝土梁内侧有梁时，向内侧延伸的新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土内侧梁连接，可以解决因新增悬挑钢梁导致的既有混凝土内侧梁梁端顶部纵筋不足的加固问题。

（3）本发明新增结构部分基本不增加楼层的结构厚度，不会侵占既有的建筑净高，对室内空间基本无影响。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是图1中的A向剖视结构示意图；

图3是图1中的B向剖视结构示意图；

图4是本发明实施例二的结构示意图；

图5是图4中的D向剖视结构示意图；

图6是本发明实施例三的结构示意图；

图7是图6中的E向剖视结构示意图；

图8是图6中的F向剖视结构示意图；

图9是本发明实施例三中新增内侧钢梁和新增悬挑钢梁共用同一个下翼缘板时的结构示意图。

图中附图标记的含义：

1-既有混凝土梁；

2-新增悬挑钢梁，21-上翼缘板延伸段，22-下翼缘板延伸段；

3-受剪锚栓，4-既有混凝土内侧梁，5-螺栓组件；

6-全熔透对接焊缝，7-既有混凝土板，8-新增内侧钢梁，9-后植锚筋；

10-外侧后植埋件，101-外侧锚板，102-外侧连接板；

20-内侧后植埋件，201-内侧锚板，202-内侧连接板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例一

如图1-3所示，本实施例是一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，包括既有混凝土梁1和新增悬挑钢梁2，新增悬挑钢梁2支承于既有混凝土梁1的外侧面上，新增悬挑钢梁2的上翼缘板向既有混凝土梁1的内侧方向延伸形成上翼缘板延伸段21，上翼缘板延伸段21通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1内侧的既有混凝土内侧梁4连接。

上翼缘板延伸段21通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1内侧的既有混凝土内侧梁4连接时，受剪锚栓3锚固在既有混凝土内侧梁4的顶部，且受剪锚栓3与新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21穿孔塞焊连接，锚固在既有混凝土内侧梁4顶部的受剪锚栓3的数量根据实际情况选择；新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21还通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1连接，受剪锚栓3锚固在既有混凝土梁1顶部，且受剪锚栓3与新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21穿孔塞焊连接，锚固在既有混凝土梁1顶部的受剪锚栓3的数量根据实际情况选择。

本实施例还包括外侧后植埋件10，外侧后植埋件10锚固在既有混凝土梁1的外侧面上，新增悬挑钢梁2与外侧后植埋件10连接；本实施例中的外侧后植埋件10包括外侧锚板101和外侧连接板102，外侧锚板101锚固在既有混凝土梁1的外侧面上，外侧锚板101的背面与既有混凝土梁1的外侧面贴合接触，外侧连接板102设置在外侧锚板101的正面，外侧连接板102与新增悬挑钢梁2的腹板通过螺栓组件5螺栓连接；新增悬挑钢梁2的下翼缘板与外侧锚板101按全熔透对接焊缝6焊接。

实施例二

如图4和5所示，本实施例是一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，包括既有混凝土梁1和新增悬挑钢梁2，新增悬挑钢梁2支承于既有混凝土梁1的外侧面上，新增悬挑钢梁2的上翼缘板向既有混凝土梁1的内侧方向延伸形成上翼缘板延伸段21，上翼缘板延伸段21通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1内侧的新增内侧钢梁8连接；新增内侧钢梁8设置在既有混凝土梁1内侧的既有混凝土板7底部，上翼缘板延伸段21通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1内侧的新增内侧钢梁8连接时，受剪锚栓3依次穿过新增内侧钢梁8的上翼缘板和既有混凝土板7后与新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21穿孔塞焊连接，受剪锚栓3的数量根据实际情况选择。

本实施例还包括外侧后植埋件10和内侧后植埋件20。

外侧后植埋件10锚固在既有混凝土梁1的外侧面上，新增悬挑钢梁2与外侧后植埋件10连接；外侧后植埋件10包括外侧锚板101和外侧连接板102，外侧锚板101锚固在既有混凝土梁1的外侧面上，外侧锚板101的背面与既有混凝土梁1的外侧面贴合接触，外侧连接板102设置在外侧锚板101的正面，外侧连接板102与新增悬挑钢梁2的腹板通过螺栓组件5螺栓连接；新增悬挑钢梁2的下翼缘板与外侧锚板101按全熔透对接焊缝6焊接。

内侧后植埋件20锚固在既有混凝土梁1的内侧面上，新增内侧钢梁8与内侧后植埋件20连接；内侧后植埋件20包括内侧锚板201和内侧连接板202，内侧锚板201锚固在既有混凝土梁1的内侧面上，内侧锚板201的背面与既有混凝土梁1的内侧面贴合接触，内侧连接板202设置在内侧锚板201的正面，内侧连接板202与新增内侧钢梁8的腹板通过螺栓组件5螺栓连接；新增内侧钢梁8的下翼缘板与内侧锚板201按全熔透对接焊缝6焊接。

本实施例中，内侧锚板201和外侧锚板101通过后植锚筋9连接，后植锚筋9穿过既有混凝土梁1，后植锚筋9的两端分别与内侧锚板201和外侧锚板101穿孔塞焊连接；后植锚筋9的数量根据实际情况选择。

本实施例中，新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21还通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1连接，受剪锚栓3锚固在既有混凝土梁1顶部，且受剪锚栓3与新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21穿孔塞焊连接，锚固在既有混凝土梁1顶部的受剪锚栓3的数量根据实际情况选择。

本实施例适用于新增悬挑钢梁2截面较小时的场景。

实施例三

如图6-8所示，本实施例是一种新增悬挑钢梁支承于既有混凝土梁板结构的连接结构，本实施例与实施例二结构相似，其区别仅在于：

本实施例中，新增悬挑钢梁2的下翼缘板向既有混凝土梁1的内侧方向延伸形成下翼缘板延伸段22，下翼缘板延伸段22与新增内侧钢梁8的下翼缘板按全熔透对接焊缝6焊接；新增悬挑钢梁2的下翼缘板延伸段22通过受剪锚栓3与既有混凝土梁1连接，受剪锚栓3锚固在既有混凝土梁1底部，且受剪锚栓3与新增悬挑钢梁2的下翼缘板延伸段22穿孔塞焊连接；锚固在既有混凝土梁1底部的受剪锚栓3的数量根据实际情况选择；在实际应用时，新增内侧钢梁8和新增悬挑钢梁2也可以共用同一个下翼缘板，如图9所示。

本实施例适用于新增悬挑钢梁2截面较大时的场景。

上述几个实施例中，新增悬挑钢梁2的上翼缘板延伸段21将新增悬挑钢梁2上翼缘板承受的拉力传递给既有混凝土梁板结构，解决了新增悬挑钢梁2根部弯矩较大的问题，避免了外侧后植埋件10的受弯，使外侧后植埋件10仅传递剪力，从而提高新增悬挑钢梁2与既有混凝土梁板结构连接处的受弯和受剪能力，进而提升新增悬挑钢梁2的悬挑跨度和承载能力。

本发明不受既有混凝土梁内侧是否有梁的限制，即，既有混凝土梁内侧有梁或者无梁均可以新增悬挑钢梁；

当既有混凝土梁内侧无梁时，通过新增内侧钢梁参与平衡新增悬挑钢梁对既有混凝土梁的扭转作用，协调变形；

当既有混凝土梁内侧有梁时，向内侧延伸的新增悬挑钢梁的上翼缘板延伸段通过受剪锚栓与既有混凝土内侧梁连接，可以解决因新增悬挑钢梁导致的既有混凝土内侧梁梁端顶部纵筋不足的加固问题。

本发明新增结构部分基本不增加楼层的结构厚度，不会侵占既有的建筑净高，对室内空间基本无影响。

在本发明的描述中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是：除非另有明确的规定和限定，否则术语“安装”、“连接”、“设置”、“形成”应做广义理解；例如：可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或者是采用一体式结构；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，参考术语“实施例”或“实际应用”等描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，本领域的技术人员应当了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。