用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构及施工方法技术领域
本发明属于建筑工程领域，具体地，涉及一种用于既有结构加固改造的叠合转换
抗扭结构及施工方法。
背景技术
加固改造是近年来建筑行业的热点领域，特别是房地产板块，开发商为了顺应市
场行情，对已施工建筑物的功能变更和对建筑户型的精雕细琢，使得加固改造既有结构成
为业内的新常态。
既有结构改造中，经常遇到既有竖向构件不能满足建筑使用要求，而需新增竖向
构件，特别是对于部分新增的竖向构件位于既有结构主楼范围之外的情况，若采用传统的
技术处理则需要重新进行基础施工，并会造成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。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种既有结构加固改造的叠合转换抗扭
结构及施工方法，不仅能够满足安全适用耐久的要求，同时具备较强的抗震能力，还具有施
工成本较低和施工效率较高的优点。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构，包括：既有结构梁和既有结构板，既
有结构板支承于既有结构梁上；其中：既有结构梁和既有结构板上设置新增转换挑梁、新增
叠合暗梁和新增混凝土牛腿，新增转换挑梁上设置新增竖向构件，并设置新增转换挑梁延
伸段；新增转换挑梁延伸段底部设置聚苯板代替模板，新增转换挑梁顶筋、新增转换挑梁底
筋、新增转换挑梁箍筋、新增转换挑梁延伸段顶筋、新增转换挑梁延伸段底筋与新增转换挑
梁延伸段箍筋，应根据使用需要进行计算确定。
优选地，既有结构梁、既有结构板与新增转换挑梁、新增叠合暗梁、新增混凝土牛
腿在新老混凝土交界面处通过叠合面水平抗剪钢筋、叠合面竖向抗剪钢筋、新增混凝土牛
腿水平抗拉钢筋和新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋进行可靠连接；叠合面水平抗剪钢筋、叠
合面竖向抗剪钢筋、新增混凝土牛腿水平抗拉钢筋、新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋和新增
混凝土牛腿分布筋，应根据使用需要进行计算确定。
优选地，新老混凝土交界面处理时，应根据使用需要采取相应处理方法，并满足设
计提出的处理质量要求。
优选地，所述新增转换挑梁上的新增竖向构件根据上部建筑使用需要进行布置。
上述用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构的施工方法，步骤如下：
(1)、在既有结构梁、既有结构板与新增转换挑梁、新增叠合暗梁、新增混凝土牛腿
之间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)、根据计算受力分析，在既有结构梁、既有结构板与新增转换挑梁、新增叠合暗
梁、新增混凝土牛腿之间，分别设置叠合面水平抗剪钢筋、叠合面竖向抗剪钢筋、新增混凝
土牛腿水平抗拉钢筋和新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋进行可靠连接，在保证新老混凝土共
同工作的同时，提高既有结构梁的抗扭能力、叠合结构的有效水平力传递能力和整体抗弯
承载能力；
(3)、根据计算受力分析，在新增转换挑梁内设置新增转换挑梁顶筋、新增转换挑
梁底筋、新增转换挑梁箍筋；在新增转换挑梁延伸段内设置新增转换挑梁延伸段顶筋、新增
转换挑梁延伸段底筋与新增转换挑梁延伸段箍筋；
(4)、为平衡转换新增竖向构件引起的弯矩，设置新增转换挑梁延伸段，新增转换
挑梁延伸段底部设置聚苯板代替模板，以保证新增转换挑梁延伸段的独立受力以及施工方
便；
(5)、待验收工作完成后，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。
优选地，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。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、通过设置新增转换挑梁，来转换主楼外部新增竖向构件，在叠合面植入水平抗
剪钢筋，来抵抗既有结构梁受扭而产生的叠合面水平剪力；
2、通过在既有结构梁内侧增设混凝土牛腿，并植入水平抗拉钢筋、竖向抗拉钢筋，
来抵抗既有结构梁受扭带动的部分拉力；
3、通过在既有结构梁外侧植入竖向抗剪钢筋，来抵抗转换新增竖向构件引起的竖
向剪力；
4、通过设置新增转换挑梁延伸段，来平衡转换新增竖向构件引起的弯矩。
由此确保了新增竖向构件和既有结构的有效连接、结构内力的连续安全传递；并
省去了新增竖向构件引起的基础施工，避免了大面积的既有结构凿除工作，降低了施工成
本，提高了施工效率。
附图说明
图1是用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构的平面示意图；
图2是用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构的剖面示意图；
图中：1、既有结构梁，2、既有结构板，3、新增转换挑梁，4、新增叠合暗梁，5、新增竖
向构件，6、新增混凝土牛腿，7、新增转换挑梁延伸段，8、聚苯板，9、新增转换挑梁顶筋，10、
新增转换挑梁底筋，11、新增转换挑梁箍筋，12、叠合面水平抗剪钢筋，13、叠合面竖向抗剪
钢筋，14、新增混凝土牛腿水平抗拉钢筋，15、新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋，16、新增混凝
土牛腿分布筋，17、新增转换挑梁延伸段顶筋，18、新增转换挑梁延伸段底筋，19、新增转换
挑梁延伸段箍筋，20、新老混凝土交界面。
具体实施方式
如图1、2所示，用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构，包括：既有结构梁1和
既有结构板2，既有结构板2支承于既有结构梁1上；结合新增竖向构件的布置以及新增竖向
构件底部的受力要求，为保证结构受力传递的有效性，既有结构梁1和既有结构板2上设置
新增转换挑梁3、新增叠合暗梁4和新增混凝土牛腿6，新增转换挑梁3上设置新增竖向构件
5，为平衡转换新增竖向构件5引起的弯矩，设置新增转换挑梁延伸段7；新增转换挑梁延伸
段7底部设置聚苯板8代替模板，以保证新增转换挑梁延伸段7的独立受力以及施工方便；新
增转换挑梁顶筋9、新增转换挑梁底筋10、新增转换挑梁箍筋11、新增转换挑梁延伸段顶筋
17、新增转换挑梁延伸段底筋18与新增转换挑梁延伸段箍筋19，应根据使用需要进行计算
确定。
既有结构梁1、既有结构板2与新增转换挑梁3、新增叠合暗梁4、新增混凝土牛腿6
在新老混凝土交界面20处通过叠合面水平抗剪钢筋12、叠合面竖向抗剪钢筋13、新增混凝
土牛腿水平抗拉钢筋14和新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋15进行可靠连接；叠合面水平抗剪
钢筋12、叠合面竖向抗剪钢筋13、新增混凝土牛腿水平抗拉钢筋14、新增混凝土牛腿竖向抗
拉钢筋15和新增混凝土牛腿分布筋16，应根据使用需要进行计算确定。
新老混凝土交界面20处理时，应根据使用需要采取相应处理方法，并满足设计提
出的处理质量要求。
所述新增转换挑梁3上的新增竖向构件5，可根据上部建筑使用需要进行布置，具
有较大的自由性。
上述用于既有结构加固改造的叠合转换抗扭结构的施工方法，步骤如下：
1、在既有结构梁1、既有结构板2与新增转换挑梁3、新增叠合暗梁4、新增混凝土牛
腿6之间进行新老混凝土交界面20的处理，如采用人工凿毛法或高压水射法，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、根据计算受力分析，在既有结构梁1、既有结构板2与新增转换挑梁3、新增叠合
暗梁4、新增混凝土牛腿6之间，分别设置叠合面水平抗剪钢筋12、叠合面竖向抗剪钢筋13、
新增混凝土牛腿水平抗拉钢筋14和新增混凝土牛腿竖向抗拉钢筋15进行可靠连接，在保证
新老混凝土共同工作的同时，提高既有结构梁的抗扭能力、叠合结构的有效水平力传递能
力和整体抗弯承载能力；
3、根据计算受力分析，在新增转换挑梁3内设置新增转换挑梁顶筋9、新增转换挑
梁底筋10、新增转换挑梁箍筋11；在新增转换挑梁延伸段7内设置新增转换挑梁延伸段顶筋
17、新增转换挑梁延伸段底筋18与新增转换挑梁延伸段箍筋19；
4、为平衡转换新增竖向构件5引起的弯矩，设置新增转换挑梁延伸段7，新增转换
挑梁延伸段7底部设置聚苯板8代替模板，以保证新增转换挑梁延伸段7的独立受力以及施
工方便；
5、待验收工作完成后，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。
本发明可以根据使用需要，在既有结构主楼外侧设置新增竖向构件，而无需进行
传统方法中的基础施工，避免了大面积的既有结构凿除工作，降低了施工成本，提高了施工
效率，在增强改造后结构承载能力的同时，还能满足后期使用耐久性要求和抗震延性要求，
是一种低能耗且高效的叠合转换抗扭结构。