專利名稱：砌體結(jié)構(gòu)新型抗震骨架體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新的砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，屬于砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2008年5月12日在四川汶川發(fā)生8. 0級(jí)的地震中，未設(shè)或未按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置構(gòu)造柱 和圈梁的砌體結(jié)構(gòu)房屋倒塌非常嚴(yán)重。砌體結(jié)構(gòu)中圈梁和構(gòu)造柱形成的空間體系是砌體 結(jié)構(gòu)抗震的骨架，在砌體結(jié)構(gòu)的加固改造中，為使加固完成后的砌體結(jié)構(gòu)滿足抗震要求，通 過新設(shè)置或加固構(gòu)造柱和圈梁是最重要的。我國目前對(duì)砌體結(jié)構(gòu)抗震加固主要依據(jù)《建筑 抗震加固技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)的規(guī)定進(jìn)行，主要做法為采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土外 加柱的方式新設(shè)置或加固構(gòu)造柱，在與墻體的連接上采用銷健、拉結(jié)筋等措施；對(duì)新設(shè)置或 加固圈梁的加固做法是，在須新設(shè)置或加固抗震圈梁的墻外現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，形成外 掛在墻外的圈梁，并通過銷栓、螺栓、錨筋等將現(xiàn)澆圈梁與墻體連接。目前加固行業(yè)中還經(jīng) 常采用置換構(gòu)造柱、圈梁的方法進(jìn)行新設(shè)置或加固構(gòu)造柱和圈梁，其主要做法是將原構(gòu)造 柱、圈梁拆除，然后采用更高標(biāo)號(hào)的混凝土、重新配置鋼筋形成新的構(gòu)造柱和圈梁。但無論 是《規(guī)程》規(guī)定的做法，還是加固行業(yè)中的常用做法都存在明顯的缺陷，主要體現(xiàn)在以下幾 個(gè)方面1、從建筑外觀來說，外加構(gòu)造柱和外掛圈梁嚴(yán)重破壞了建筑外觀。根據(jù)《規(guī)程》的 做法，加固后構(gòu)造柱和圈梁將凸出于建筑物表面，從而使建筑里面發(fā)生根本性變化，對(duì)于一 些建筑立面要求較嚴(yán)格的建筑尤其是歷史保護(hù)建筑等，這種做法顯然是不允許的，也即是 根本無法實(shí)施的。2、從整體性來說，難以保證建筑物的整體性?！兑?guī)程》做法中主要靠銷健、螺栓與墻 體連接，難以達(dá)到很好的效果，在地震作用中外加構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)難以形成整體作用，“置換 法”中，主要靠馬牙槎來形成整體，但在拆除過程中難以形成真正的馬牙槎，同樣存在整體 性難以滿足的問題。3、從安全性來說，“置換法”易導(dǎo)致安全隱患。對(duì)于本來構(gòu)造柱、圈梁不滿足抗震 要求的建筑物，本來強(qiáng)度和穩(wěn)定性就不滿足要求，在拆除的過程中，將增加安全隱患，甚至 在拆除過程中即引起倒塌，《規(guī)程》做法中外掛圈梁，為了將圈梁與墻體連接，需要大量的銷 健、螺栓，從而造成墻體開洞較多，對(duì)墻體的破壞性也較大。4、從受力角度來說，《規(guī)程》做法中外掛圈梁，使得墻體必須承受更多的豎向荷載， 并且外掛的圈梁對(duì)墻體產(chǎn)生很大的附加彎矩，這對(duì)砌體墻體的受力非常不利，對(duì)于需加固 建筑物來說，這無疑是一種不恰當(dāng)?shù)淖龇ā?、從施工角度來說，施工難度大，工期長。無論《規(guī)程》做法，還是“置換法”采用 的都是現(xiàn)澆混凝土的方式，但在加固工程中構(gòu)造柱、圈梁位置工作面極小，支模、綁扎鋼筋 等施工過程難以實(shí)現(xiàn)。另一方面現(xiàn)澆混凝土需要較長技術(shù)間歇期，而加固工程工期要求一 般比較嚴(yán)格，需要在短時(shí)間內(nèi)完成，因而采用此類方法加固，勢必影響工期。
為了克服以上缺陷，發(fā)明了 “砌體結(jié)構(gòu)新型抗震骨架體系”，實(shí)現(xiàn)了砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架加固技術(shù)質(zhì)的轉(zhuǎn)變。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供一種不影響原建筑物外觀、連接更可靠、受力更合理的 砌體結(jié)構(gòu)新的抗震骨架體系，特別是在砌體結(jié)構(gòu)加固過程中更安全、工期更短且易于施工 的構(gòu)造柱、圈梁骨架全新加固技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全新的砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，包括新型抗震構(gòu)造柱和新型抗震圈梁，所述 新型抗震構(gòu)造柱和抗震圈梁在交接處，應(yīng)增設(shè)附加錨固鋼板，使構(gòu)造柱于圈梁形成剛性連 接。所述圈梁應(yīng)伸入基礎(chǔ)部位，并通過附加錨固鋼板與原基礎(chǔ)形成錨固連接。新型構(gòu)造柱 與新型圈梁構(gòu)成砌體結(jié)構(gòu)抗震空間骨架體系。所述新型抗震構(gòu)造柱，是在需要加固構(gòu)造柱或增設(shè)構(gòu)造柱的部位，預(yù)先按照構(gòu)造 要求采用植筋的方式植入拉結(jié)筋，使墻體得以和構(gòu)造柱可靠連接，再用結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼 在墻兩側(cè)，然后再將墻兩側(cè)鋼板用對(duì)拉螺栓拉緊，使得鋼板和原墻體(柱體)緊密連接，形 成新的抗震構(gòu)造柱。所述鋼板厚度寬度應(yīng)滿足《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，所述拉結(jié)鋼筋應(yīng)滿足相關(guān) 構(gòu)造要求。所述新型抗震圈梁，是在需設(shè)置或加固抗震圈梁的部位，用結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板粘 于兩側(cè)，，然后用對(duì)拉螺栓穿透鋼板將之與需設(shè)置或加固圈梁部位的墻體形成可靠連接。使 得鋼板和其間墻體共同形成新型抗震圈梁。所述鋼板厚度和寬度應(yīng)滿足《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。新型抗震構(gòu)造柱和新型抗震圈梁的交匯處焊接，使得砌體結(jié)構(gòu)新的抗震骨架在各 層形成閉合體系。該發(fā)明的有益效果是1、不改變建筑外觀。采用該體系對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，幾乎對(duì)建筑外觀沒有任何 影響，必要的時(shí)候可以在需要粘貼鋼板的部位預(yù)先打磨出凹槽，使得鋼板外表面與墻面平 齊。對(duì)里面要求高的建筑能起到很好的保護(hù)作用。2、不破壞原結(jié)構(gòu)，整體性好。該發(fā)明的做法主要是在墻角(柱角)、墻外圍粘貼鋼 板，對(duì)原結(jié)構(gòu)只有加強(qiáng)作用而不會(huì)產(chǎn)生影響，更不會(huì)產(chǎn)生破壞。外部鋼板通過對(duì)拉螺栓形成 套箍，特別是對(duì)于需設(shè)置或加固的構(gòu)造柱而言，其內(nèi)部通過植入的拉結(jié)筋緊密連接墻體和 新型的構(gòu)造柱體，其整體性臻于完美。3、消除了傳統(tǒng)加固方法的安全隱患。該發(fā)明不需要拆除任何墻體，避免了在拆除 過程中增加的安全隱患。4、不改變?cè)Y(jié)構(gòu)受力方式。該發(fā)明是在柱、墻兩側(cè)對(duì)稱粘貼鋼板，不對(duì)原柱體、墻 體產(chǎn)生附加彎矩，且鋼板質(zhì)量不大，對(duì)墻體軸壓力增加不大。較傳統(tǒng)方法在受力上較為合 理，尤其對(duì)于基礎(chǔ)承載力不足的砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固，可大筆節(jié)約加固基礎(chǔ)的費(fèi)用。5、施工方便、工期縮短。該發(fā)明在施工過程中無需支模，綁扎鋼筋、澆搗等施工程 序，便于施工作業(yè)，施工過程中無需養(yǎng)護(hù)，消除了技術(shù)性間歇，施工過程環(huán)環(huán)相扣，大大縮短 了所需工期。
圖1、圖2為立面圖，其余為平面圖
圖1為第一種新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系圖2為第二種新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系圖3為所述抗震骨架體系的新型抗震圈梁圖4為“L”型墻角新型抗震構(gòu)造柱圖5為“T”型墻角新型抗震構(gòu)造柱圖6為“十”型墻角新型抗震構(gòu)造柱圖7為“_”型墻角新型抗震構(gòu)造柱圖中I .新型抗震圈梁；II .新型抗震構(gòu)造柱；1.原墻體2.構(gòu)造柱3.鋼板 4.對(duì)拉螺栓5.拉結(jié)鋼筋6.附加連接鋼板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1，本發(fā)明的第一種實(shí)施方式為新型抗震圈梁I、抗震構(gòu)造柱II和原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 組合成新的結(jié)構(gòu)抗震空間骨架體系。預(yù)先定位須新設(shè)置或加固構(gòu)造柱和圈梁的部位，將該 部位兩側(cè)墻面打磨干凈，磨出與鋼板厚度相等的凹槽，使鋼板3外表面與原墻體1表面平 齊。采用植筋的方式，將拉結(jié)筋5植入，使之與原墻體1、新型構(gòu)造柱或原構(gòu)造柱2緊密連 接，再將鋼板3用結(jié)構(gòu)膠粘劑粘貼在所需位置，在圈梁I與構(gòu)造柱II，構(gòu)造柱II與基礎(chǔ)交接 處應(yīng)附加錨固鋼板6，附加錨固鋼板在圈梁I與構(gòu)造柱II處采用焊接的方式連接，在基礎(chǔ)部 位采用對(duì)拉螺栓4連接，附加錨固鋼板的大小應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。然后采用對(duì)拉螺 栓將所有鋼板拉緊，使鋼板在墻體與構(gòu)造柱周圍形成緊密套箍，對(duì)拉螺栓應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。圖2，本發(fā)明的第二種實(shí)施方式為新型抗震圈梁I、抗震構(gòu)造柱II和新增地圈梁 IV組合成新的結(jié)構(gòu)抗震空間骨架體系。預(yù)先將需要加固的建筑物外圍地坪開挖，開挖至原 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底面，將預(yù)制型鋼地圈梁IV安裝在所需位置，地圈梁IV與原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的連接方式 采用銷健連接。將該部位外圍(兩側(cè))墻面打磨干凈，應(yīng)磨出凹槽，其深度應(yīng)使鋼板3外表 面與原墻體1表面平齊。先采用植筋的方式，將拉結(jié)筋5植入，使之與原墻體1、原構(gòu)造柱2 緊密連接，再將鋼板3用結(jié)構(gòu)膠粘劑粘貼在所需位置，在圈梁I與構(gòu)造柱II，構(gòu)造柱II與地 圈梁IV應(yīng)采用附加錨固鋼板6，附加錨固鋼板在圈梁I、構(gòu)造柱II和地圈梁IV的連接采用焊 接方式，附加錨固鋼板的大小應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。然后采用對(duì)拉螺栓將所有鋼板拉 緊，使鋼板在墻體與構(gòu)造柱周圍形成緊密套箍，對(duì)拉螺栓應(yīng)滿足強(qiáng)度要求圖3為新型抗震圈梁施工平面圖，其實(shí)施方式是首先清理需設(shè)置圈梁范圍內(nèi)的 墻面，將鋼板3粘貼在需設(shè)置圈梁部位的墻體1上，然后用對(duì)拉螺栓4穿透鋼板3與需設(shè)置 圈梁部位的墻體1形成可靠連接。 圖4-圖7為不同位置新型構(gòu)造柱的施工平面圖，其實(shí)施方式是首先按照構(gòu)造要 求植入拉結(jié)筋5，保證新型構(gòu)造柱或原構(gòu)造柱2與墻體1可靠連接，然后在新型構(gòu)造柱或原 構(gòu)造柱2的兩側(cè)外表面粘貼鋼板3，在柱角相交處采用焊接方式將兩片鋼板連接，并用對(duì)拉 螺栓4將鋼板3和柱體2緊密連接。所述體系中新型抗震圈梁和新型構(gòu)造柱的實(shí)施方式同實(shí)例一。
權(quán)利要求
一種全新的砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，包括新型抗震構(gòu)造柱、新型抗震圈梁，其特征在于新型抗震構(gòu)造柱和新型抗震圈梁通過可靠連接構(gòu)成砌體結(jié)構(gòu)新型抗震空間骨架體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，其特征在于新型抗震圈梁與新 型抗震圈梁是通過在交接處焊接的方式使二者達(dá)到可靠連接，形成剛性空間骨架體系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，其特征在于新型抗震圈梁應(yīng)與 基礎(chǔ)形成可靠連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，其特征在于新型抗震圈梁將 鋼板粘貼在需設(shè)置圈梁部位的墻體上，然后用對(duì)拉螺栓穿透鋼板與需設(shè)置圈梁部位的墻體 形成可靠連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述新型砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，其特征在于首先按照構(gòu)造要 求植入拉結(jié)筋，保證柱體與墻體可靠連接，然后在原構(gòu)造柱的兩側(cè)外表面粘貼鋼板，在柱角 相交處采用焊接方式將兩片鋼板連接，并用對(duì)拉螺栓將鋼板和柱體緊密連接。
全文摘要
全新的砌體結(jié)構(gòu)抗震骨架體系，屬于砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域，包括新型抗震構(gòu)造柱和新型抗震圈梁，實(shí)現(xiàn)方法是新型抗震構(gòu)造柱與新型抗震圈梁交叉處焊接形成整體性好且滿足抗震要求的抗震骨架系統(tǒng)。所述新型抗震構(gòu)造柱，是在須新設(shè)置(或加固)構(gòu)造柱的周圍墻體植入拉結(jié)筋，用對(duì)拉螺栓將鋼板固定在須新設(shè)置構(gòu)造柱兩側(cè)，形成新型抗震構(gòu)造柱；所述新型抗震圈梁是用對(duì)拉螺栓將鋼板固定在墻(梁)體的外圍兩側(cè)，形成新型抗震圈梁。新型抗震構(gòu)造柱和新型抗震圈梁的交叉處焊接，形成抗震加固骨架系統(tǒng)。本發(fā)明具有理論基礎(chǔ)可靠、不影響建筑外觀、整體性好和施工方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，克服了《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》和傳統(tǒng)加固方法中抗震加固的諸多缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04G23/04GK101798877SQ20091004724
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者丁聲榮, 呂西林, 張?zhí)官t, 張鵬宇, 石家峰 申請(qǐng)人:呂西林;張?zhí)官t;丁聲榮