在房屋的改造和裝修過(guò)程中,出于功能調(diào)整、空間優(yōu)化等需求,常常會(huì)面臨是否能在樓板上開(kāi)洞的問(wèn)題。樓板作為建筑物水平方向的重要承重構(gòu)件,承擔(dān)著傳遞和分布豎向荷載的關(guān)鍵作用,一旦開(kāi)洞,就會(huì)對(duì)其原有的結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生不可忽視的影響。樓板開(kāi)洞會(huì)局部切斷原有的傳力路徑和配筋,這不僅會(huì)促使洞口周邊板的內(nèi)力增大,造成應(yīng)力集中現(xiàn)象,還會(huì)因板筋數(shù)量的減少而降低樓板的承載力,進(jìn)而對(duì)建筑的抗震性能帶來(lái)負(fù)面影響。所以,在考慮樓板開(kāi)洞時(shí),我們必須慎之又慎,同時(shí),還需要深入了解開(kāi)洞后的加固措施,以確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
一、樓板開(kāi)洞的影響剖析
樓板在建筑物中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,它猶如一個(gè)巨大的“托盤(pán)”,將來(lái)自家具、人員、設(shè)備等各種豎向荷載均勻地傳遞給梁、柱和基礎(chǔ),維持著整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的平衡。而當(dāng)在樓板上開(kāi)洞時(shí),原本連續(xù)、完整的結(jié)構(gòu)體系被打破。原有傳力路徑被切斷,就如同道路的關(guān)鍵路段被截?cái)啵煌髁坎坏貌恢匦路峙洹_@使得洞口周邊的樓板不得不承擔(dān)比以往更大的內(nèi)力,形成應(yīng)力集中的現(xiàn)象,就像一個(gè)原本輕松運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器,突然被賦予了超出其負(fù)荷的工作任務(wù),容易出現(xiàn)故障。與此同時(shí),開(kāi)洞會(huì)導(dǎo)致板筋數(shù)量減少,鋼筋作為樓板承載能力的重要保障,其數(shù)量的減少直接削弱了樓板的承載能力。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),建筑結(jié)構(gòu)需要具備足夠的強(qiáng)度和延性來(lái)抵抗地震力的作用,而樓板承載能力的降低,無(wú)疑會(huì)降低建筑的抗震性能,使建筑物在地震面前變得更加脆弱。
二、不同洞口情況下的加固方法解析
(一)切斷鋼筋數(shù)量≤20% ,或開(kāi)洞后對(duì)板受力影響小時(shí)的加固方法
當(dāng)樓板開(kāi)洞后,切斷的鋼筋數(shù)量較少,或者開(kāi)洞對(duì)樓板受力的影響相對(duì)較小時(shí),我們可以采用補(bǔ)償配筋法,其中粘鋼加固和碳纖維加固是兩種常見(jiàn)且有效的方式。
1. 粘鋼加固
粘鋼加固是通過(guò)在樓板開(kāi)洞處的表面粘貼鋼板,利用鋼板良好的抗拉性能來(lái)補(bǔ)償因開(kāi)洞而損失的承載能力。鋼板就像是給樓板開(kāi)洞處穿上了一層堅(jiān)固的“鎧甲”,與樓板協(xié)同工作,共同承擔(dān)荷載。在實(shí)際操作中,施工人員需要先對(duì)樓板表面和鋼板進(jìn)行打磨、清理,確保兩者表面干凈、平整,以保證粘貼的牢固性。然后,將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻地涂抹在鋼板和樓板表面,迅速將鋼板粘貼在預(yù)定位置,并施加一定的壓力,使結(jié)構(gòu)膠充分填充鋼板與樓板之間的空隙,確保兩者緊密結(jié)合。然而,在對(duì)承擔(dān)負(fù)彎矩的板面進(jìn)行粘貼鋼板時(shí),常常會(huì)遇到墻體阻礙的情況,導(dǎo)致鋼板無(wú)法貫通。此時(shí),可以采用螺桿及短角鋼穿墻拉結(jié)錨固的方式來(lái)傳遞拉力。這種方法就像是在鋼板和墻體之間搭建了一座“橋梁”,使得鋼板能夠有效地發(fā)揮作用。
2. 碳纖維加固
碳纖維加固則是利用碳纖維布的高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),將碳纖維布粘貼在樓板開(kāi)洞處,達(dá)到增強(qiáng)樓板承載能力的目的。碳纖維布就像是一層薄薄的“肌肉”,為樓板提供額外的力量支持。在施工過(guò)程中,同樣需要對(duì)樓板表面進(jìn)行處理,然后將浸漬膠均勻地涂抹在樓板表面,再將碳纖維布按照設(shè)計(jì)要求粘貼在樓板上,并用滾筒反復(fù)滾壓,排除氣泡,使浸漬膠充分浸透碳纖維布,確保碳纖維布與樓板緊密結(jié)合。在框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓板角區(qū)開(kāi)洞時(shí),可以在承擔(dān)負(fù)彎矩的板面粘貼碳纖維布,并將其彎折錨固于邊梁外側(cè),以滿足錨固長(zhǎng)度的要求。這樣可以使碳纖維布更好地發(fā)揮作用,增強(qiáng)樓板角區(qū)的承載能力。
無(wú)論是采用粘鋼加固還是碳纖維加固,都需要特別注意板的負(fù)彎矩區(qū)開(kāi)洞時(shí),應(yīng)在板的上部與下部以雙面加固的形式進(jìn)行加固,并且要保證端部的錨固措施。這是因?yàn)樨?fù)彎矩區(qū)在受力時(shí),板的上下表面都承受著較大的拉力,雙面加固能夠更有效地提高樓板的承載能力。同時(shí),為了確保加固效果,還需要進(jìn)行卸載處理,將加固構(gòu)件所承受的活荷載移去,并盡量減小施工臨時(shí)荷載。這樣可以避免在加固過(guò)程中,樓板因承受過(guò)大的荷載而發(fā)生變形或破壞,影響加固質(zhì)量。
(二)洞口寬度b>1米或洞口直徑D>1米 ,或切斷鋼筋數(shù)量>20 % ,或洞口邊存在較大集中荷載時(shí)的加固方法
當(dāng)洞口寬度較大、切斷鋼筋數(shù)量較多,或者洞口邊存在較大集中荷載時(shí),上述的補(bǔ)償配筋法可能無(wú)法滿足加固要求,此時(shí)需要采用增設(shè)混凝土邊梁或增設(shè)型鋼梁的加固方式。
1. 增設(shè)混凝土邊梁加固
增設(shè)混凝土邊梁加固是在樓板開(kāi)洞處的周邊澆筑混凝土邊梁,將洞口周邊的荷載通過(guò)邊梁傳遞到其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。混凝土邊梁就像是在洞口周圍筑起了一道堅(jiān)固的“圍墻”,有效地分擔(dān)了洞口周邊樓板的荷載。在施工過(guò)程中,需要先對(duì)開(kāi)洞處的樓板進(jìn)行清理和處理,然后綁扎邊梁的鋼筋骨架,支設(shè)模板,最后澆筑混凝土。在澆筑混凝土?xí)r,要確保混凝土的質(zhì)量和澆筑密實(shí)度,以保證邊梁的承載能力。同時(shí),要注意邊梁與原有樓板的連接,使兩者能夠協(xié)同工作。
2. 增設(shè)型鋼梁加固
增設(shè)型鋼梁加固則是在樓板開(kāi)洞處的周邊安裝型鋼梁,利用型鋼梁的高強(qiáng)度和良好的力學(xué)性能來(lái)增強(qiáng)樓板的承載能力。型鋼梁就像是在洞口周圍安裝了一組堅(jiān)固的“支架”,為樓板提供額外的支撐。在安裝型鋼梁時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)樓板與新增設(shè)梁的支座進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,將其簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支或固接。同時(shí),型鋼梁與樓板之間采用灌注膠粘劑或高強(qiáng)度水泥漿的方式,確保兩者能夠共同受力。增設(shè)型鋼梁后,必須對(duì)樓板在新結(jié)構(gòu)體系下的承載力進(jìn)行復(fù)核,以確保樓板和新增設(shè)梁能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
樓板開(kāi)洞雖然在一定程度上可以滿足我們對(duì)空間改造的需求,但它對(duì)樓板的結(jié)構(gòu)性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此,在決定是否在樓板上開(kāi)洞時(shí),一定要充分評(píng)估其必要性和可行性。如果確實(shí)需要開(kāi)洞,那么必須根據(jù)開(kāi)洞的具體情況,選擇合適的加固方法,并嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工,確保加固效果。只有這樣,才能在實(shí)現(xiàn)空間改造的同時(shí),保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全,為我們的生活和工作提供一個(gè)可靠的居住和使用環(huán)境。