增大截面法用于微小型加固改造工程的探讨

邱辉

桂林市建筑设计研究院（541002）

增大截面法用于微小型加固改造工程的探讨

邱辉

桂林市建筑设计研究院（541002）

举例分析运用增大截面法对工程中梁板进行局部改造及加固，适用于小型工程及技术落后的偏远地区的工程。

梁板加固；增大截面法；加固改造

0 前言

随着我国房屋建设飞速发展,各式各样服务于社会的房屋建筑得到了井喷式的发展和建设,但伴随而来的房屋改造加固工作也越来越多,一方面原因是盲目建设，一些房屋功能出现市场饱和，另一方面原因是社会发展对房屋的使用功能要求越来越高，越来越精细。

对于偏远地区和小项目的微小型加固改造工作，技术选择上局限性是相当大的，原因大致有以下三点：

1）加固项目偏远，建设方预算有限。当地没有具有专业加固资质的企业，外地有资质的企业鉴于材料机械运输及人工成本高，不愿去接手。

2）加固量太小。对于几根梁几块板的处理，建设方一般让房屋设计单位出解决方案，让现场施工单位施工。

3）偏远地区和小项目的施工企业资质一般不高，技术能力有限，当具有专业资质的加固企业不愿接手时，只能自己去处理，由于材料和技术的局限，往往只能选择最基本的加固改造方案。

因此，新增构件、加大截面法和植筋技术就成了最“因地制宜”的方法。以下将列举一些工程实例来说明板、非框架梁和框架梁的微小加固改造方法。

1 微小加固改造方法分析

1.1 板

情况一：有边梁时楼板开洞，需将洞口封闭。

此类情况一般为取消扶梯、楼梯或小型中庭。处理方法一般为两种：一种为在洞口边梁植入板底筋与面筋（见图1），另一种为在洞口边梁上角开槽口（见图2）。

操作注意事项：1）当采用植筋时，应凿掉接板厚部位的梁保护层，新植入的板面筋应在第一排梁纵筋之下。按正常板保护层施工时，新增楼板的板面标高约低于相邻板板面30 mm。若需要混凝土浇筑与相邻板平时，此30 mm混凝土计入板面恒荷载。根据板面筋植入的设计深度要求，新增板边界可按固结也可按铰接。

图1 新增楼板与原有梁连接节点大样一

图2 新增楼板与原有梁连接节点大样二

2）采用梁角开槽时，应凿掉槽口部位的梁保护层，采用钻机在梁上钻出排孔后，再人工凿除槽口，不得直接采用切割机或电锤，以免造成梁混凝土整体损伤及梁钢筋损坏。新增楼板边界一般按铰接计算。

情况二：无边梁时楼板开洞，需将洞口封闭。

图3 新增板筋与原有板筋连接节点大样

此类情况一般为取消设备管井。处理方法一般为凿开洞边混凝土露出板钢筋，新增短筋与原钢筋单面焊接10 d（见图3）。

情况三：增加悬挑板。

此类情况一般为房屋立面改造。处理方法为在楼层梁的板下按设计需要钢筋直径及间距钻排孔，钻孔横穿梁截面，钢筋涂抹植筋胶后穿过孔洞在梁内侧露出并开丝,钢筋端头用角钢成排相连后，使用开丝配套螺母拧紧（见图4）。挑端按正常情况绑扎钢筋浇捣混凝土。

图4 增加悬挑板大样一

操作注意事项：为提高悬挑构件的安全度，悬挑构件一般不宜采用或单独采用植筋技术，应配合其他锚固方式组合使用。设计钢筋应稀疏，以避免梁上钻孔过密，当钻孔过密时，应加宽边梁截面（此方法不适于与砖混结构）,加宽幅度不应小于100 mm，此时新增钢筋可弯锚在新增混凝土里，但钻孔内的植筋胶不得取消。在外墙增设时，必须在外墙与挑板交界处的迎水面做好防水处理（见图5）。

图5 增加悬挑板大样二

情况四：板配筋不足。

此类情况一般出现为房间功能或分割改变，引起荷载变大。方法一：当条件允许时可以采用塑性内力重分布分析：详见混凝土结构设计规范GB 50010。方法二：当不影响室内空间使用时可以采用加次梁分割板块。

操作注意事项：当施工原因造成楼板厚于设计值，导致配筋不满足最小配筋率时，可以将多出来的板厚按荷载计算复核配筋，一般可不用加固处理。

1.2 非框架梁

情况一：房间分割改变，需增设非轻质墙体，板承载力不足，需增设次梁，或者楼板需要大开洞，需增设洞边梁。

加固改造操作方法如下：

1）当板上墙体通长板跨且没有落于板面的洞口时，可以采用图6方法。用梁跨过板面，新增梁只承受新增墙体荷载。

2）楼板开通槽，在垂直主梁方向增设次梁。

图6 增设次梁方法

操作注意事项：若楼板需开洞，当开洞后剩余板有锚于边梁或者在相邻板锚固满足La时,可按悬挑板验算配筋。当满足承载力及变形要求时，可不再增设洞口边梁。在改造方案时应积极与建筑专业沟通，在满足建筑要求时应使加固量尽量减少。

情况二：房间功能改变，板面荷载增加或直接作用于次梁上的线荷载增加，导致次梁底筋不足。

加固改造方法如下：

1）使用T型截面复核梁承载力。现在项目一般用软件计算，梁一般按矩形截面设计，在有需要时可人工按T型截面复核梁截面承载力。

2）当板上墙体通长板跨且没有落于板面的洞口时，可以采用图7。方法向上加高梁截面。此方法施工方便，但是会受到原配底筋最小配筋率的限制，使得梁高增高限制。

3）当增加的荷载延梁长均匀或者新增集中荷载在梁跨中时，可按鱼腹式梁处理，新增底筋渐缓在近梁支座处与原梁底筋焊接。

4）只增加底筋方法，如图8所示。也可按照13G311—1的作法。根据现场施工情况，增加开口箍筋对于焊接时的支撑非常有利，而采用13G311—1中的大样的焊接施工时的支撑需要另行处理。此方法人工耗费量大，钢筋焊接量大。一般适合对底筋增加不大且梁下使用高度要求较严格的时候采用。

图7 梁加高大样一

图8 梁加高大样二

5）采用图9方法向下加高梁截面。粱底筋可按构造植入主梁内。箍筋施工方法分三种：①新增箍筋与原箍筋焊接;②新增箍筋在梁底纵筋内侧植入；③新增箍筋勾在原底纵筋上。第一种人工耗费及钢筋焊接量大，第三种混凝土凿除量小，因此，施工单位更愿意与设计单位沟通采用第二种或第三种方法施工。

图9 梁加高大样三

6）采用图10方法加宽梁截面。一般用于梁下使用高度要求较严格，或者梁下已砌筑有砖墙不便拆除，再或者梁下已安装桥架及管道不能改动时。

图10 梁加宽大样一

情况三：连续非框架梁支座负筋不足。

加固改造方法如下：

1）非框架梁设计时,支座负筋一般不调幅,当实配钢筋与计算值相差不大且底筋有富余时可采用《混凝土结构设计规范》GB 50010中要求进行条幅设计复核，也可以用双筋梁复核。

2）采用图11方法加宽梁截面。

3）可采用增加梁截面高度方法来让负筋满足，方法同情况二。也可按13G311—1方法只需在梁根部加腋。

情况四：抗剪承载力不足。

一般情况下，不会出现单方面抗剪承载力不足的情况，最常见的是伴随梁纵筋不足出现，可按具体情况选用图9和图11加宽梁截面进行处理。

图11 梁加宽大样二

1.3 框架梁

情况一：增设框架梁。一般出现于框架柱位原为楼板大开洞，现在需要取消洞口封板，因为原工程整体计算各项抗震技术指标均以满足规范要求，因此即便新增梁在柱内锚固,一般可不按框架梁设计，按非框架梁要求将新增梁纵筋在框架柱内锚固。

加固改造方法如下：

1）当条件允许时,植筋宜尽量避开节点核心区。因为节点核心区是抗震的重点区域不应损伤，另外节点核心区钢筋众多，既有纵筋弯折又有箍筋加密，钻孔困难。因此条件允许时可将梁面抬高梁底降低，或者是在节点核心区边的框架梁内植入按非框架梁处理。

2）当无法避免时，植筋以在节点核心区钻孔数量越少，钻孔深度越浅为原则。钢筋采用大直径少根数，当底筋多于两根时，采用底筋不全入支座的方法。

情况二：框架梁底筋不足。

1）同非框架梁。

2）同非框架梁。

3）同非框架梁。

4）按13G311—1作法，只增加底筋方法。此方法的缺点之前已述，但对于框架梁，其新增钢筋不入支座的优点可以避免在框架柱内钻孔植筋，其局限是原配底筋须满足现支座处底筋的计算值，即在地震作用下框架梁底筋在支座处配筋会出现较大的情况。

5）同非框架梁，但因注意框架梁的底筋应按受拉要求在框架柱内满足锚固长度，锚入柱内的底筋只需满足支座的受拉钢筋量，其余新增底筋可不入柱内。

6）同非框架梁。

情况三：框架梁支座负筋不足。

加固改造方法如下：

1）采用增加梁截面高度方法，同非框架梁。

2）加宽梁截面，同非框架梁。此时应向梁边离柱边近的边加宽，让新增的负筋绕过梁柱节点核心区，在相邻的梁内锚固，见图12。

图12 加宽梁截面

情况四：抗剪承载力不足。同非框架梁。

2 结语

微小型加固改造工作在一些小项目和偏远地区还是比较普遍的，设计人员在设计之前一定要到现场了解清楚施工情况和现场技术条件，根据具体情况选择经济性好、易施工、耐久性高的处理方案。

[1]GB 5001—2010,混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

[2]GB 50011—2010,建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

[3]GB 50367—2013,混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

[4]13G311—1,混凝土结构加固构造[S].北京：中国建筑标准设计研究院.

[5]钟聪明,朱岩松,王福安.京广中心加固改造设计[J].建筑结构,2014,44(24)：89-94.