【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑，适用于进行既有板柱结构加固时，提高板柱节点的受冲切承载力。板柱结构是一种常用的结构形式，广泛应用于商场、写字楼、停车场等场所，板柱节点是此类结构的关键部位，大部分板柱结构破坏都始于板柱节点的冲切破坏，因此研究如何提高既有板柱结构板柱节点受冲切承载力，具有重大意义。
技术介绍
1、板柱结构及板柱剪力墙结构的板柱部分，由框架柱和平板组成，楼面荷载通过板柱节点传力至框架柱，所以该节点承受弯矩和冲切力。冲切破坏属于脆性破坏，因此受冲切设计是板柱结构设计中极其重要的一个环节。板柱的冲切力来自于两部分，第一部分是周边平板传来的剪力，第二部分是由于柱对向两侧平板的板端不平衡弯矩，一部分弯矩要通过节点偏心剪力传递，此部分剪力与平板传来的剪力叠加，增大了节点冲切力。
2、当使用荷载发生变化，或者存在原设计缺陷而致既有板柱结构中的板柱节点受冲切承载力不满足规范要求时，必须进行加固处理。常用的加固方式为在平板下新做混凝土柱帽或平托板。新做混凝土柱帽或平托板时，新旧混凝土界面凿毛，平托板底部钢筋植入框架柱，平托板竖向钢筋植入楼板，当植入楼板的钢筋锚固长度不满足时，采用锚固钢板进行附加锚固。在楼板开浇筑孔，从板顶浇筑混凝土或灌浆料。采用此种方式，需要进行板下支模，植筋数量较多，且需要在楼板上新开大约4个直径100mm的浇筑孔。板柱结构的平板分为柱上板带和跨中板带，柱上板带配筋较密，因此在新做混凝土柱帽或平托板区域植筋和开浇筑孔的难度较大，极易损伤钢筋。当为预应力板柱结构时，有损伤预应力筋的风险，因此难度和风险进一步加大。由
3、针对以上问题，有必要研发一种构造简单、易于保证施工质量的方法解决既有板柱结构的板柱节点冲切问题。
4、钢结构具有轻质高强，可在工厂加工、现场直接拼装的特点。因此采用钢结构解决既有板柱节点受冲切承载力具有可实施性。新建板柱结构中提高节点受冲切承载力常用的方法有：配置抗冲切锚栓、增加柱帽或平托板、设置型钢剪力架等。抗冲切锚栓埋置于混凝土楼板中，与混凝土楼板共同工作，因此对于既有结构无法实现。在既有结构板底新增混凝土柱帽或平托板，需要在板下浇筑混凝土，植筋较多，难度较大，难以保证施工质量。型钢剪力架虽然埋置于混凝土楼板中，但计算理论上并不考虑二者的共同工作，因此研究如何利用外置型钢剪力架提高既有结构的板柱节点受冲切承载力具有可行性。
技术实现思路
1、针对既有板柱结构中板柱节点受冲切承载力不满足的问题，本专利技术提供一种外置型钢剪力架的方法来进行加固，该方法通过在板下安装外置型钢剪力架，外置型钢剪力架与框架柱通过植筋连接，外置型钢剪力架与混凝土板通过后植锚栓拉结，保证型钢剪力架在剪力和弯矩作用下的平面外稳定，从而有效提高该板柱节点冲切承载力。
2、本方法的步骤为：一、判断是否需要节点抗冲切加固：根据柱的冲切作用力计算判断楼板厚度是否满足受冲切承载力要求，不满足时进行下一步骤；二、确定型钢剪力架伸臂长度：设置型钢剪力架后，冲切破坏面外移，计算所需设计截面周长，根据计算的周长，确定型钢剪力架伸臂长度；三、验算型钢抗弯抗剪承载力：根据经验和构造要求，先拟定选用的型钢截面，验算型钢的抗剪承载力、计算型钢剪力架伸臂根部的弯矩设计值、验算型钢剪力架根部的抗弯承载力；四、确定所需植筋数量：根据冲切力，计算柱侧植筋所需直径和根数；五、构件制作和安装：根据计算确定的型钢型号及长度，结合现场柱实际尺寸，进行型钢剪力架钢构件的材料准备；对拟安装位置的柱侧和板底进行截面清理和打磨；根据设计位置，在框架柱侧和混凝土楼板底打植筋孔和锚栓孔，套用柱侧植筋孔位在型钢上对应开孔；将型钢剪力架焊接组装成两个拼装单元；安装植筋，待植筋固化后将拼装单元安装到位，拼装单元焊接成整体；将型钢与植筋塞焊，安装板底锚栓，板底与型钢缝隙压力灌胶密实；喷涂防火涂料。
3、在本专利技术中，外置型钢剪力架承担全部的冲切作用力，包括竖向荷载传递来的冲切作用力和不平衡荷载引起的冲切作用力。竖向荷载传递来的冲切作用力取柱轴力层间差，不平衡弯矩传递来的冲切力由不平衡弯矩计算可得。在冲切荷载作用下，型钢剪力架伸臂承担的弯矩按型钢剪力架与混凝土板的刚度比进行分配。在计算混凝土板的抗弯刚度时，宽度取柱宽与一倍楼板有效高度之和。
4、外置型钢剪力架可采用槽钢焊接，槽钢腹板背面与柱侧面贴合，槽钢与框架柱通过后植筋连接。槽钢上翼缘顶紧楼板底，通过预先打磨使其紧密贴合。为保证槽钢在受弯和受剪作用下的整体稳定，在槽钢肢背侧设置若干短角钢，角钢一肢与槽钢焊接，一肢通过锚栓与混凝土楼板连接。外置型钢剪力架伸臂端部的弯矩互相平衡，所以槽钢与框架柱之间的植筋只承担剪力作用，因此植筋深度满足15d即可。
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1.一种通过外置型钢剪力架提高既有板柱结构中板柱节点受冲切承载力的方法，其特征为安装于混凝土楼板下，与框架柱侧面相连，使冲切破坏面外移，能有效提高既有板柱结构中板柱节点的受冲切承载力。该外置型钢剪力架包括焊接成井字形的槽钢骨架，外置型钢剪力架伸臂侧面的角钢，槽钢与框架柱的之间的植筋，角钢与楼板的拉结锚栓。
2.根据权利要求1所述的方法，其中槽钢也可更换为工字钢(或H型钢)，工字钢(或H型钢)与框架柱通过钢牛腿连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中外置型钢剪力架伸臂的端部也可采用槽钢或角钢连接成多边形。
4.根据权利要求1所述的方法，其中槽钢与楼板的拉结，也可以将角钢更换为钢板。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中当槽钢高度无法不满足抗剪和抗弯时，可局部采用钢板加高或加宽。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中所述既有板柱结构可以为板柱剪力墙结构。
【技术特征摘要】
1.一种通过外置型钢剪力架提高既有板柱结构中板柱节点受冲切承载力的方法，其特征为安装于混凝土楼板下，与框架柱侧面相连，使冲切破坏面外移，能有效提高既有板柱结构中板柱节点的受冲切承载力。该外置型钢剪力架包括焊接成井字形的槽钢骨架，外置型钢剪力架伸臂侧面的角钢，槽钢与框架柱的之间的植筋，角钢与楼板的拉结锚栓。
2.根据权利要求1所述的方法，其中槽钢也可更换为工字钢(或h型钢)，工字钢(或h型钢)与框架柱通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：张吉柱，杨燕艳，毛宗原，李荻，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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