CN101798877A - 砌体结构新型抗震骨架体系 - Google Patents

Abstract

全新的砌体结构抗震骨架体系，属于砌体结构加固设计与施工领域，包括新型抗震构造柱和新型抗震圈梁，实现方法是：新型抗震构造柱与新型抗震圈梁交叉处焊接形成整体性好且满足抗震要求的抗震骨架系统。所述新型抗震构造柱，是在须新设置(或加固)构造柱的周围墙体植入拉结筋，用对拉螺栓将钢板固定在须新设置构造柱两侧，形成新型抗震构造柱；所述新型抗震圈梁是用对拉螺栓将钢板固定在墙(梁)体的外围两侧，形成新型抗震圈梁。新型抗震构造柱和新型抗震圈梁的交叉处焊接，形成抗震加固骨架系统。本发明具有理论基础可靠、不影响建筑外观、整体性好和施工方便等诸多优点，克服了《建筑抗震加固技术规程》和传统加固方法中抗震加固的诸多缺点。

Description

砌体结构新型抗震骨架体系

技术领域

本发明涉及一种全新的砌体结构抗震骨架体系，属于砌体结构加固设计与施工领域。

背景技术

2008年5月12日在四川汶川发生8.0级的地震中，未设或未按标准设置构造柱和圈梁的砌体结构房屋倒塌非常严重。砌体结构中圈梁和构造柱形成的空间体系是砌体结构抗震的骨架，在砌体结构的加固改造中，为使加固完成后的砌体结构满足抗震要求，通过新设置或加固构造柱和圈梁是最重要的。我国目前对砌体结构抗震加固主要依据《建筑抗震加固技术规程》(以下简称《规程》)的规定进行，主要做法为：采用现浇钢筋混凝土外加柱的方式新设置或加固构造柱，在与墙体的连接上采用销健、拉结筋等措施；对新设置或加固圈梁的加固做法是，在须新设置或加固抗震圈梁的墙外现浇钢筋混凝土圈梁，形成外挂在墙外的圈梁，并通过销栓、螺栓、锚筋等将现浇圈梁与墙体连接。目前加固行业中还经常采用置换构造柱、圈梁的方法进行新设置或加固构造柱和圈梁，其主要做法是：将原构造柱、圈梁拆除，然后采用更高标号的混凝土、重新配置钢筋形成新的构造柱和圈梁。但无论是《规程》规定的做法，还是加固行业中的常用做法都存在明显的缺陷，主要体现在以下几个方面：

1、从建筑外观来说，外加构造柱和外挂圈梁严重破坏了建筑外观。根据《规程》的做法，加固后构造柱和圈梁将凸出于建筑物表面，从而使建筑里面发生根本性变化，对于一些建筑立面要求较严格的建筑尤其是历史保护建筑等，这种做法显然是不允许的，也即是根本无法实施的。

2、从整体性来说，难以保证建筑物的整体性。《规程》做法中主要靠销健、螺栓与墙体连接，难以达到很好的效果，在地震作用中外加构件与原结构难以形成整体作用，“置换法”中，主要靠马牙槎来形成整体，但在拆除过程中难以形成真正的马牙槎，同样存在整体性难以满足的问题。

3、从安全性来说，“置换法”易导致安全隐患。对于本来构造柱、圈梁不满足抗震要求的建筑物，本来强度和稳定性就不满足要求，在拆除的过程中，将增加安全隐患，甚至在拆除过程中即引起倒塌，《规程》做法中外挂圈梁，为了将圈梁与墙体连接，需要大量的销健、螺栓，从而造成墙体开洞较多，对墙体的破坏性也较大。

4、从受力角度来说，《规程》做法中外挂圈梁，使得墙体必须承受更多的竖向荷载，并且外挂的圈梁对墙体产生很大的附加弯矩，这对砌体墙体的受力非常不利，对于需加固建筑物来说，这无疑是一种不恰当的做法。

5、从施工角度来说，施工难度大，工期长。无论《规程》做法，还是“置换法”采用的都是现浇混凝土的方式，但在加固工程中构造柱、圈梁位置工作面极小，支模、绑扎钢筋等施工过程难以实现。另一方面现浇混凝土需要较长技术间歇期，而加固工程工期要求一般比较严格，需要在短时间内完成，因而采用此类方法加固，势必影响工期。

为了克服以上缺陷，发明了“砌体结构新型抗震骨架体系”，实现了砌体结构抗震骨架加固技术质的转变。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种不影响原建筑物外观、连接更可靠、受力更合理的砌体结构新的抗震骨架体系，特别是在砌体结构加固过程中更安全、工期更短且易于施工的构造柱、圈梁骨架全新加固技术。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种全新的砌体结构抗震骨架体系，包括新型抗震构造柱和新型抗震圈梁，所述新型抗震构造柱和抗震圈梁在交接处，应增设附加锚固钢板，使构造柱于圈梁形成刚性连接。所述圈梁应伸入基础部位，并通过附加锚固钢板与原基础形成锚固连接。新型构造柱与新型圈梁构成砌体结构抗震空间骨架体系。

所述新型抗震构造柱，是在需要加固构造柱或增设构造柱的部位，预先按照构造要求采用植筋的方式植入拉结筋，使墙体得以和构造柱可靠连接，再用结构胶将钢板粘贴在墙两侧，然后再将墙两侧钢板用对拉螺栓拉紧，使得钢板和原墙体(柱体)紧密连接，形成新的抗震构造柱。所述钢板厚度宽度应满足《抗震设计规范》，所述拉结钢筋应满足相关构造要求。

所述新型抗震圈梁，是在需设置或加固抗震圈梁的部位，用结构胶粘剂将钢板粘于两侧，，然后用对拉螺栓穿透钢板将之与需设置或加固圈梁部位的墙体形成可靠连接。使得钢板和其间墙体共同形成新型抗震圈梁。所述钢板厚度和宽度应满足《抗震设计规范》。

新型抗震构造柱和新型抗震圈梁的交汇处焊接，使得砌体结构新的抗震骨架在各层形成闭合体系。

该发明的有益效果是：

1、不改变建筑外观。采用该体系对砌体结构进行加固，几乎对建筑外观没有任何影响，必要的时候可以在需要粘贴钢板的部位预先打磨出凹槽，使得钢板外表面与墙面平齐。对里面要求高的建筑能起到很好的保护作用。

2、不破坏原结构，整体性好。该发明的做法主要是在墙角(柱角)、墙外围粘贴钢板，对原结构只有加强作用而不会产生影响，更不会产生破坏。外部钢板通过对拉螺栓形成套箍，特别是对于需设置或加固的构造柱而言，其内部通过植入的拉结筋紧密连接墙体和新型的构造柱体，其整体性臻于完美。

3、消除了传统加固方法的安全隐患。该发明不需要拆除任何墙体，避免了在拆除过程中增加的安全隐患。

4、不改变原结构受力方式。该发明是在柱、墙两侧对称粘贴钢板，不对原柱体、墙体产生附加弯矩，且钢板质量不大，对墙体轴压力增加不大。较传统方法在受力上较为合理，尤其对于基础承载力不足的砌体结构的抗震加固，可大笔节约加固基础的费用。

5、施工方便、工期缩短。该发明在施工过程中无需支模，绑扎钢筋、浇捣等施工程序，便于施工作业，施工过程中无需养护，消除了技术性间歇，施工过程环环相扣，大大缩短了所需工期。

附图说明：图1、图2为立面图，其余为平面图

图1为第一种新型砌体结构抗震骨架体系

图2为第二种新型砌体结构抗震骨架体系

图3为所述抗震骨架体系的新型抗震圈梁

图4为“L”型墙角新型抗震构造柱

图5为“T”型墙角新型抗震构造柱

图6为“十”型墙角新型抗震构造柱

图7为“-”型墙角新型抗震构造柱

图中：Ⅰ.新型抗震圈梁；Ⅱ.新型抗震构造柱；1.原墙体  2.构造柱  3.钢板  4.对拉螺栓  5.拉结钢筋  6.附加连接钢板

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1，本发明的第一种实施方式为：新型抗震圈梁Ⅰ、抗震构造柱Ⅱ和原结构基础组合成新的结构抗震空间骨架体系。预先定位须新设置或加固构造柱和圈梁的部位，将该部位两侧墙面打磨干净，磨出与钢板厚度相等的凹槽，使钢板3外表面与原墙体1表面平齐。采用植筋的方式，将拉结筋5植入，使之与原墙体1、新型构造柱或原构造柱2紧密连接，再将钢板3用结构胶粘剂粘贴在所需位置，在圈梁I与构造柱II，构造柱II与基础交接处应附加锚固钢板6，附加锚固钢板在圈梁I与构造柱II处采用焊接的方式连接，在基础部位采用对拉螺栓4连接，附加锚固钢板的大小应满足《钢结构设计规范》。然后采用对拉螺栓将所有钢板拉紧，使钢板在墙体与构造柱周围形成紧密套箍，对拉螺栓应满足强度要求。

图2，本发明的第二种实施方式为：新型抗震圈梁Ⅰ、抗震构造柱Ⅱ和新增地圈梁Ⅳ组合成新的结构抗震空间骨架体系。预先将需要加固的建筑物外围地坪开挖，开挖至原结构基础底面，将预制型钢地圈梁Ⅳ安装在所需位置，地圈梁Ⅳ与原结构基础的连接方式采用销健连接。将该部位外围(两侧)墙面打磨干净，应磨出凹槽，其深度应使钢板3外表面与原墙体1表面平齐。先采用植筋的方式，将拉结筋5植入，使之与原墙体1、原构造柱2紧密连接，再将钢板3用结构胶粘剂粘贴在所需位置，在圈梁Ⅰ与构造柱Ⅱ，构造柱Ⅱ与地圈梁Ⅳ应采用附加锚固钢板6，附加锚固钢板在圈梁Ⅰ、构造柱Ⅱ和地圈梁Ⅳ的连接采用焊接方式，附加锚固钢板的大小应满足《钢结构设计规范》。然后采用对拉螺栓将所有钢板拉紧，使钢板在墙体与构造柱周围形成紧密套箍，对拉螺栓应满足强度要求

图3为新型抗震圈梁施工平面图，其实施方式是：首先清理需设置圈梁范围内的墙面，将钢板3粘贴在需设置圈梁部位的墙体1上，然后用对拉螺栓4穿透钢板3与需设置圈梁部位的墙体1形成可靠连接。

图4-图7为不同位置新型构造柱的施工平面图，其实施方式是：首先按照构造要求植入拉结筋5，保证新型构造柱或原构造柱2与墙体1可靠连接，然后在新型构造柱或原构造柱2的两侧外表面粘贴钢板3，在柱角相交处采用焊接方式将两片钢板连接，并用对拉螺栓4将钢板3和柱体2紧密连接。

所述体系中新型抗震圈梁和新型构造柱的实施方式同实例一

Claims (5)

1.一种全新的砌体结构抗震骨架体系，包括新型抗震构造柱、新型抗震圈梁，其特征在于：新型抗震构造柱和新型抗震圈梁通过可靠连接构成砌体结构新型抗震空间骨架体系。

2.根据权利要求1所述新型砌体结构抗震骨架体系，其特征在于：新型抗震圈梁与新型抗震圈梁是通过在交接处焊接的方式使二者达到可靠连接，形成刚性空间骨架体系。

3.根据权利要求1所述新型砌体结构抗震骨架体系，其特征在于：新型抗震圈梁应与基础形成可靠连接。

4.根据权利要求1、2所述新型砌体结构抗震骨架体系，其特征在于：新型抗震圈梁将钢板粘贴在需设置圈梁部位的墙体上，然后用对拉螺栓穿透钢板与需设置圈梁部位的墙体形成可靠连接。

5.根据权利要求1、2所述新型砌体结构抗震骨架体系，其特征在于：首先按照构造要求植入拉结筋，保证柱体与墙体可靠连接，然后在原构造柱的两侧外表面粘贴钢板，在柱角相交处采用焊接方式将两片钢板连接，并用对拉螺栓将钢板和柱体紧密连接。

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