既有建筑上新增偏位柱子的加固结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程领域，具体地，涉及一种用于既有建筑上新增偏位柱子的加固结构及其施工方法。

背景技术

随着城市建设的迅速发展，既有建筑的检测鉴定与加固改造已提上重要的日程。根据当前的城市规划管理工作要求，有序实施城市修补和有机更新，延续历史文脉，将成为重点。

既有结构改造中，经常遇到预留的竖向构件不能满足建筑使用要求，而需改变竖向构件的位置，使得新增柱子与既有结构柱子偏位的现象十分常见，若采用传统的技术处理则需要重新进行基础施工或者在既有结构上进行植筋，造成了对既有结构一定面积的凿除破坏，施工难度大、成本较高，并无法保证新增竖向构件和既有结构的有效连接和共同作用，影响建筑物的质量安全。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种既有建筑上新增偏位柱子的加固结构及其施工方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

既有建筑上新增偏位柱子的加固结构，包括：既有建筑结构柱子和既有建筑结构板，既有建筑结构板支承于既有建筑结构柱子上；既有建筑结构柱子和既有建筑结构板上设置板顶新增叠合连接基础和板底新增叠合柱帽，既有建筑上新增偏位柱子设置于板顶新增叠合连接基础上，在既有建筑结构柱子和新增偏位柱子之间形成叠合连接结构。

优选地，根据受力计算要求，板顶新增叠合连接基础和板底新增叠合柱帽内设置板顶新增叠合连接基础顶筋、板底新增叠合柱帽底筋、新增竖向抗拉钢筋、新增水平分布钢筋，预留柱子纵筋埋入板顶新增叠合连接基础满足有效锚固要求；

优选地，既有建筑上新增偏位柱子内设置新增偏位柱子纵筋，需伸入板顶新增叠合连接基础底部满足弯折要求，并设置新增偏位柱子底部矩形封闭箍筋进行有效约束固定；

优选地，新老混凝土交界面处理时，可根据使用需要采取相应处理方法，满足设计提出的处理质量要求，并设置新老混凝土交界面水平抗剪钢筋；

上述的既有建筑上新增偏位柱子的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)、在既有建筑结构柱子、既有建筑结构板与板顶新增叠合连接基础、板底新增叠合柱帽之间采用人工凿毛法或高压水射法进行新老混凝土交界面的处理，去除原有混凝土疏松、破损及表面碳化层，形成凹凸差不小于6mm的粗糙面；

(2)、在既有建筑结构柱子、既有建筑结构板与板顶新增叠合连接基础、板底新增叠合柱帽之间设置新老混凝土交界面水平抗剪钢筋，在保证新老混凝土共同工作的同时，提高叠合连接结构的有效水平力传递能力和整体抗弯承载能力；

(3)、为平衡转换既有建筑上新增偏位柱子偏位引起的弯矩，根据计算受力分析，在叠合连接结构内设置板底新增叠合柱帽底筋、新增竖向抗拉钢筋、新增水平分布钢筋和板顶新增叠合连接基础顶筋，其中，新增竖向抗拉钢筋需穿过既有建筑结构板，既有建筑结构柱子区域的板底新增叠合柱帽底筋需植入既有建筑结构柱子内部，植筋深度需满足规范及计算受力要求；

(4)、为保证既有建筑上新增偏位柱子与既有建筑结构柱子之间的内力传递，既有建筑结构柱子的纵筋埋入板顶新增叠合连接基础满足有效锚固要求，新增偏位柱子纵筋伸入板顶新增叠合连接基础底部，并设置新增偏位柱子底部矩形封闭箍筋进行有效约束固定；

(5)、待钢筋绑扎验收工作完成后，进行模板安装工作，模板标高、位置、尺寸应准确符合设计要求，支撑和模板固定可靠，模板拼缝严密；

(6)、浇筑混凝土，振捣，养护。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、通过设置板顶新增叠合连接基础和板底新增叠合柱帽，在既有建筑结构柱子和新增偏位柱子之间形成叠合连接结构，有效传递内力，保证整体结构安全可靠；

2、无需对既有结构进行构件拆除，对既有结构损伤少，并且无需中断既有建筑的正常功能使用；

3、充分利用既有结构具备一定承载能力的特点，无需进行临时性的施工安全支撑措施，不仅降低了施工成本，还提高了施工效率；

4、通过设计和计算分析，允许在既有建筑上根据新增使用功能需要布置竖向受力构件，给建筑设计提供了一定的空间和自由度。

附图说明

图1是既有建筑上新增偏位柱子的加固结构的平面示意图；

图2是既有建筑上新增偏位柱子的加固结构的A-A剖面示意图；

图3是既有建筑上新增偏位柱子的加固结构的B-B剖面示意图；

图中：1、既有建筑结构柱子，2、既有建筑结构板，3、既有建筑上新增偏位柱子，4、板顶新增叠合连接基础，5、板底新增叠合柱帽，6、板底新增叠合柱帽底筋，7、新增竖向抗拉钢筋，8、新增水平分布钢筋，9、板顶新增叠合连接基础顶筋，10、新老混凝土交界面，11、新增偏位柱子纵筋，12、新增偏位柱子底部矩形封闭箍筋，13、新老混凝土交界面水平抗剪钢筋，14、预留柱子纵筋。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，既有建筑上新增偏位柱子的加固结构，包括：既有建筑结构柱子1和既有建筑结构板2，既有建筑结构板2支承于既有建筑结构柱子1上；在既有建筑结构柱子1和既有建筑结构板2上设置板顶新增叠合连接基础4和板底新增叠合柱帽5；既有建筑上新增偏位柱子3设置于板顶新增叠合连接基础4上。

板顶新增叠合连接基础4和板底新增叠合柱帽5内设置板底新增叠合柱帽底筋6、新增竖向抗拉钢筋7、新增水平分布钢筋8、板顶新增叠合连接基础顶筋9；预留柱子纵筋14埋入板顶新增叠合连接基础4满足有效锚固要求。

既有建筑上新增偏位柱子3内设置新增偏位柱子纵筋11，需伸入板顶新增叠合连接基础4底部满足弯折要求，并设置新增偏位柱子底部矩形封闭箍筋12进行有效约束固定。

结合既有建筑上新增偏位柱子3的布置以及底部的受力要求，新老混凝土交界面10处理时，可根据使用需要采取相应处理方法，满足设计提出的处理质量要求，并设置新老混凝土交界面水平抗剪钢筋13。

上述的既有建筑上新增偏位柱子的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)、在既有建筑结构柱子1、既有建筑结构板2与板顶新增叠合连接基础4、板底新增叠合柱帽5之间采用人工凿毛法或高压水射法进行新老混凝土交界面10的处理，去除原有混凝土疏松、破损及表面碳化层，形成凹凸差不小于6mm的粗糙面；

(2)、在既有建筑结构柱子1、既有建筑结构板2与板顶新增叠合连接基础4、板底新增叠合柱帽5之间根据计算受力要求设置新老混凝土交界面水平抗剪钢筋13，在保证新老混凝土共同工作的同时，提高叠合连接结构的有效水平力传递能力和整体抗弯承载能力；

(3)、为平衡转换既有建筑上新增偏位柱子3偏位引起的弯矩，根据计算受力分析，在叠合连接结构内设置板底新增叠合柱帽底筋6、新增竖向抗拉钢筋7、新增水平分布钢筋8和板顶新增叠合连接基础顶筋9，其中，新增竖向抗拉钢筋7需穿过既有建筑结构板2，既有建筑结构柱子1区域的板底新增叠合柱帽底筋6需植入既有建筑结构柱子1内部，植筋深度需满足规范及计算受力要求；

(4)、为保证既有建筑上新增偏位柱子3与既有建筑结构柱子1之间的内力传递，既有建筑结构柱子1的纵筋埋入板顶新增叠合连接基础4满足有效锚固要求，新增偏位柱子纵筋11伸入板顶新增叠合连接基础4底部，并设置新增偏位柱子底部矩形封闭箍筋12进行有效约束固定；

(5)、待钢筋绑扎验收工作完成后，进行模板安装工作，模板标高、位置、尺寸应准确符合设计要求，支撑和模板固定可靠，模板拼缝严密；

(6)、浇筑混凝土，应连续浇筑一次成型，如必须间歇，间歇时间尽量缩短，并在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕；振捣时，应避免振动棒碰撞模板，如模板、支架发生变形移位时立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前休整完好。混凝土浇筑完毕待终凝时应开始洒水养护，具体可根据混凝土塌落度、气温等情况综合确定。

采用该方法对既有建筑进行加固改造，可充分利用既有结构具备一定承载能力的特点，无需进行临时性的施工安全支撑措施，不仅降低了施工成本，还提高了施工效率；对既有结构损伤少，并无需中断既有建筑的正常使用功能；改造后结构承载能力提升效果明显，并能满足使用安全、耐久性和抗震延性要求，适用范围广。