CN102704592B - 一种用于既有框架结构的减震控制方法 - Google Patents

一种用于既有框架结构的减震控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑结构减震控制技术领域，特别涉及一种用于既有框架结构的减震控制方法。该方法在框架结构的独立基础上设置由独立基础顶部至室内地坪标高之下的混凝土翼墙，在相邻的混凝土翼墙顶部之间设置混凝土连梁；或者在独立基础上、独立基础与基础梁之间设置混凝土翼墙。通过增设混凝土翼墙及混凝土连梁的方法，将框架结构的嵌固位置由原独立基础顶面提高至混凝土翼墙顶面，减小了框架底层的计算层高，有效减轻了既有框架结构所承受的地震作用，降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件的配筋量，发挥了间接加固框架结构的有益效果。

Description

一种用于既有框架结构的减震控制方法
技术领域
本发明涉及建筑结构减震控制技术领域，特别涉及一种用于既有框架结构的减震控制方法。
背景技术
框架结构因改变使用功能、增加荷载或增加楼层时，需要对框架结构进行抗震加固设计或减震控制设计。框架结构的加固方法可分为直接加固方法和间接加固方法，直接加固法是直接对结构构件采取抗震加固的方法，例如，增大截面法，外粘型钢法、外粘钢板法或外粘纤维片材法等。间接加固方法是通过增设抗震构件以改变结构体系类型的加固方法，例如，通过增设抗震墙将框架由单重结构转变为框架-剪力墙双重结构体系。
除了增设抗震墙这类间接加固框架的方法之外，现有技术还从减震耗能的技术角度出发，提出了一些用于框架结构的减震控制方法，亦可以归为间接加固方法。减震控制方法是采用隔震、耗能、施加外力、调整结构动力特性等方法来消减结构地震反应，从而确保结构本身的安全。实用新型专利《用于建筑物框架结构的液压减震构件》（CN201981664 U）提供了一种用于框架结构的液压减震构件，在结构的底层和顶层布置在框架梁上表面，以提高框架结构的抗震性能；实用新型专利《抗震加固用外贴式减震钢框架》（CN 201991099 U）提供了一种嵌入框架结构内部的减震钢框架，通过增设的钢框架承担一部分地震作用，起到了间接加固框架的作用。
上述间接加固方法、减震控制方法及所用到的装置造价高、施工难度大，通常在重大建筑中使用，而在一般的框架结构中并不常采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于既有框架结构的减震控制方法，适用于普通框架结构的减震控制，可以有效减小框架结构所承受的地震作用，减轻结构的地震反应，进而降低框架梁、框架柱等主要抗侧力构件的配筋量，实现框架结构的间接加固。
本发明提供的一种用于既有框架结构的减震控制方法，适用于基础梁顶面与独立基础顶面平齐的情况，技术方案如下：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，将室内地坪标高以下的框架柱的表面混凝土凿毛；
步骤b，在框架柱周围、框架结构底部的独立基础上设置混凝土翼墙；所述混凝土翼墙位于独立基础的范围内，其高度由独立基础的顶部至室内地坪标高；所述混凝土翼墙的钢筋植入独立基础和框架柱；在混凝土翼墙的顶部预留混凝土连梁的纵筋；
步骤c，在相邻的混凝土翼墙顶部之间设置混凝土连梁，所述混凝土连梁（5）位于室内地坪标高之下。
所述混凝土翼墙的倾角为30°～120°。
所述独立基础为阶梯形独立基础或锥形独立基础。
本发明还提供了第二种用于既有框架结构的减震控制方法，适用于础梁与独立基础分离，位于室内地坪标高附近的情况，分为如下步骤：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，露出独立基础与基础梁，将室内地坪标高以下的框架柱的表面混凝土凿毛，将基础梁位于独立基础范围内的梁下表面混凝土凿毛；
步骤b，在独立基础与基础梁之间设置混凝土翼墙；所述混凝土翼墙在高度上由独立基础顶部至基础梁底部；所述混凝土翼墙的竖向钢筋向上植入基础梁，向下植入独立基础，水平钢筋植入框架柱。
所述混凝土翼墙的倾角为30°～120°。
所述独立基础为阶梯形独立基础或锥形独立基础。
本发明的有益效果为：
本发明属于一种间接加固方法，通过在框架结构底层地面标高以下设置混凝土翼墙和混凝土连梁的方法，将框架结构底层框架柱的嵌固端由独立基础顶部位置向上提高至混凝土翼墙顶部位置或提高至基础梁顶部位置，降低框架底层的计算高度，从而实现对框架结构的减震控制。本发明的减震控制方法有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，进而降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件因地震作用而引起的配筋量以及结构的最大层间位移角。与现有框架结构所采用的间接加固方法或减震控制方法相比，本发明的减震控制方法对结构降低配筋的程度是最广泛的，涵盖了框架的所有受力构件，特别适用于柱下基础埋置较深的框架结构。
本发明的减震控制方法，主要施工工作集中在框架结构的底层，对框架结构上部楼层的结构没有扰动，施工简单，造价较小，可广泛应用于框架结构的加固改造中。
附图说明
图1为本发明的减震控制方法用于既有框架结构的剖面示意图，基础梁顶面与独立基础顶面平齐；
图2为本发明的减震控制方法用于既有框架结构的另一例的剖面示意图，基础梁与独立基础分离，位于室内地坪标高附近。
附图标记：
1-框架柱；2-独立基础；3-基础梁；4-混凝土翼墙；5-混凝土连梁；11-室内地坪标高；12-混凝土翼墙或混凝土连梁顶面标高；13-混凝土翼墙倾角。
具体实施方式
本发明提供了一种用于既有框架结构的减震控制方法，下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例一
参照图1，某框架结构底层的地面至一层顶板顶面的高度为3.6m，独立基础2埋置深度为1.5m，独立基础2高度为0.5m，独立基础2顶面与基础梁3顶面平齐，底层框架的层高由基础顶面取至一层顶板顶面即4.6m，现利用本发明的减震控制方法减轻该框架结构的地震反应，主要步骤如下：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，将室内地坪以下的框架柱1的表面混凝土凿毛；
步骤b，在框架结构的独立基础2上设置混凝土翼墙4，厚度为200mm，混凝土强度等级与框架柱1相同；所述混凝土翼墙4位于独立基础2范围内，由独立基础2顶部至室内地坪标高11之下，倾角为45度；所述混凝土翼墙4的钢筋植入独立基础2和框架柱1；在混凝土翼墙4的顶部预留混凝土连梁5的纵筋；
步骤c，在相邻的混凝土翼墙4顶部之间设置混凝土连梁5，混凝土强度等级与框架柱1相同，梁截面宽度为200mm，截面高度为跨度的1/10左右，所述混凝土连梁5位于室内地坪标高11之下50mm。施工后的剖面示意图如图1所示。
施工后，框架结构的嵌固部位为新增的混凝土翼墙顶标高位置，底层框架的层高为3.65m。本发明的减震控制方法将框架底层的计算高度由4.6m降低至3.65m，有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，进而降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件因地震作用而引起的配筋量以及结构的最大层间位移角，这种降低配筋的程度是最广泛的，基本上涵盖了框架的所有受力构件。由上述实施例的施工过程可见，施工工作主要集中在框架结构的底层，对框架结构上部楼层的结构没有扰动，施工简单，造价较小，可广泛应用于既有框架结构的加固改造中。
实施例二
参照图2，示出了本发明的方法用于框架结构实施例二的立面示意图。本实施例的框架结构与实施例一的不同之处在于：基础梁与独立基础分离，基础梁顶面位于室内地坪标高之下50mm。主要施工步骤如下：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，露出独立基础2与基础梁3，将室内地坪以下的框架柱1的表面混凝土凿毛，将基础梁3位于独立基础范围内的梁下表面混凝土凿毛；
步骤b，在独立基础2与基础梁3之间设置混凝土翼墙4，厚度为200mm，混凝土强度等级与框架柱相同；所述混凝土翼墙4的倾角为90度，由独立基础2顶部至基础梁3底部；所述混凝土翼墙4的竖向钢筋向上植入基础梁3，向下植入独立基础2，水平钢筋植入框架柱1。
施工后，框架结构的嵌固部位为基础梁顶标高位置，底层框架的层高为3.65m，将框架底层的计算高度由原4.6m降低至3.65m，有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，进而降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件因地震作用而引起的配筋量以及结构的最大层间位移角。

Claims (6)

1.一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，分为如下步骤：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，将室内地坪标高（11）以下的框架柱（1）的表面混凝土凿毛；
步骤b，在框架柱（1）周围、框架结构底部的独立基础（2）上设置混凝土翼墙（4）；所述混凝土翼墙（4）位于独立基础（2）的范围内，其高度由独立基础（2）的顶部至室内地坪标高（11）的下方；所述混凝土翼墙（4）的钢筋植入独立基础（2）和框架柱（1）；在混凝土翼墙（4）的顶部预留混凝土连梁（5）的纵筋；
步骤c，在相邻的混凝土翼墙（4）顶部之间设置混凝土连梁（5），所述混凝土连梁（5）位于室内地坪标高（11）之下。
2.根据权利要求1所述的一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，所述混凝土翼墙（4）的倾角（13）为30°～120°。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，所述独立基础（2）为阶梯形独立基础或锥形独立基础。
4.一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，分为如下步骤：
步骤a，在框架结构的室内地坪位置开挖施工操作空间，露出独立基础（2）与基础梁（3），将室内地坪标高（11）以下的框架柱（1）的表面混凝土凿毛，将基础梁（3）位于独立基础范围内的梁下表面混凝土凿毛；
步骤b，在独立基础（2）与基础梁（3）之间设置混凝土翼墙（4）；所述混凝土翼墙（4）在高度上由独立基础（2）顶部至基础梁（3）底部；所述混凝土翼墙（4）的竖向钢筋向上植入基础梁（3），向下植入独立基础（2），水平钢筋植入框架柱（1）。
5.根据权利要求4所述的一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，所述混凝土翼墙（4）的倾角（13）为30°～120°。
6.根据权利要求4或5所述的一种用于既有框架结构的减震控制方法，其特征在于，所述独立基础（2）为阶梯形独立基础或锥形独立基础。
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