CN103362316A - 一种增强外套式加层结构及其加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强外套式加层结构及其加固方法，属于抗震加固领域，其采用新增外套加层框架，包括外套框架内柱、外套框架外柱以及二者之间设置的外套框架梁，外套框架梁上、下表面均设置有长条钢板，所述新增外套加层框架与原结构采取增设长条钢板及端头锚固的连接措施，使新旧结构更紧密的连接，增强了结构稳定性。同时，在原结构横墙不满足抗震要求的部位先进行钢拉杆加固，并利用两端锚板与新增外套加层框架锚固连接。采用本发明的结构和方法加强了加固效果，能够使两种结构体系共同参与承重，从整体上提高了抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强外套式加层结构及其加固方法，属于抗震加固领域。
背景技术
随着抗震规范标准的提高，一部分老旧既有建筑的抗震指标及性能已经不满足要求；而社会经济的快速发展，使得大城市用地十分紧张。尤其像北京这样的大都市，其中心城区的土地供应压力十分突出。为缓解这一矛盾，政府进行旧城区或老旧小区等既有建筑的改造，可在适合的既有建筑基础上进行加层和加固改造。实际工程中需要面对多方面问题，现有技术中并未提出一些合理的改造措施，如何提供一种抗震性能好，受力合理的加层和加固改造结构则成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服传统方法的不足，提出了一种增强外套式加层结构及其加固方法，其能更好地解决既有老旧建筑增层加固的工程实践中遇到的问题，并提供了一种结构简单、经济合理、实际有效的抗震加固方法。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种增强外套式加层结构，包括原结构纵墙、原结构横墙以及原结构楼板，其特征在于：还包括新增外套加层框架、长条钢板、墙外钢垫板、固定钢垫板、封板、肋板以及锚固钢垫板；所述新增外套加层框架包括外套框架内柱、外套框架外柱以及二者之间设置的外套框架梁；所述原结构纵墙与外套框架内柱之间对应于原结构楼板上、下位置分别设置有墙外钢垫板，而在原结构纵墙内侧对应位置分别设置有固定钢垫板；在原结构楼板下侧的原结构横墙上设置有钢拉杆，所述钢拉杆两端穿过原结构纵墙并通过下部设置的墙外钢垫板以及固定钢垫板预应力锚固，而上部设置的墙外钢垫板以及固定钢垫板之间则通过高强螺栓连接固定；所述外套框架外柱内侧上、下位置分别设置有一封板，所述外套框架外柱外侧设置有一锚固钢垫板，锚固钢垫板与上、下封板之间通过高强螺栓连接固定；所述外套框架梁上、下表面均设置有长条钢板，所述长条钢板两端分别对应焊接在墙外钢垫板以及封板上，长条钢板两端均焊接有肋板。
所述新增外套加层框架为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30。
所述长条钢板的宽度为100mm，厚度为20mm。
所述原结构纵墙以及外套框架外柱的钻孔内均灌注有A级结构胶。
所述A级结构胶为A类改性环氧树脂胶。
所述高强螺栓为M18高强锚栓。
所述钢拉杆直径为14mm。
所述长条钢板、墙外钢垫板、固定钢垫板、封板、肋板、锚固钢垫板及钢拉杆的材质均为Q235B。
上述的增强外套式加层结构的加固方法，包括如下步骤：
步骤一：在原结构底部改造原有基础，并新建独立基础，满足新增外套加层框架的基础承载要求；
步骤二：在新建基础上绑扎新增外套加层框架的钢筋笼，预留新增外套加层框架与原结构连接处的后续作业空间；
步骤三：在原结构纵墙与原结构楼板结合处下部位置钻孔，在原结构纵墙与外套框架内柱之间安装墙外钢垫板，将钢拉杆通过所述钻孔后一端固定在墙外钢垫板上；张拉钢拉杆使其保持平直，在所述钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行加强，同时，在原结构纵墙内侧的楼板下部位置安装固定钢垫板，并用螺母拧紧固定；
步骤四：在原结构纵墙的内外两侧与原结构楼板结合处的上部位置分别设置固定钢垫板以及墙外钢垫板，并用M18高强螺栓连接；
步骤五：下料长条钢板，将长条钢板一端焊接在已固定好的墙外钢垫板上，用肋板加强；另一端对应焊接封板，并同样用肋板加强；所述长条钢板、墙外钢垫板、封板均与新增外套加层框架的钢筋笼固定连接；
步骤六：现浇新增外套加层框架混凝土，并养护；
步骤七：在外套框架外柱外侧安装锚固钢垫板，并钻孔用M18高强螺杆连接长条钢板端头的封板，用扭力扳手拧紧固定；
步骤八：在各构件缝隙处及步骤七的钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行粘结；
步骤九：整体安装完毕后，对各裸露钢构件进行防锈、防火处理。
其中，所述步骤三中的钻孔直径为25mm，且钢拉杆端部预留不小于300mm以做锚固措施，同时，钢拉杆需事先在设计位置刻丝并套上螺母，用扭力扳手加压拧紧以保证紧固强度；所述步骤五中长条钢板的宽度为100mm，长度比原结构纵墙与外套框架外柱的净距少5-10mm，以方便现场安装和张拉。
其中，各钢构件上预留孔位置应以实际测量为准，孔径一般比螺栓或锚杆直径大2～3mm，宜采用长圆孔。
各钢构件尺寸以现场为准且厚度不小于20mm，构件上钻孔距离边缘不小于100mm。
所选用结构胶的选用应符合相关技术规程和设计规范要求，且结构胶完全固化后宜使用专用拉拔检测仪对锚栓检测。
钢拉杆的设计及施工应满足相应的规范和标准要求。
有益效果：
首先，本发明能够较好地解决新增外套框架结构与原结构之间的连接和稳定性问题。该技术采用外套框架增层结构，新旧结构采取增设长条钢板及端头锚固连接措施，使新旧结构更紧密的连接，增强了稳定性。原结构横墙不满足抗震要求的部位先进行钢拉杆加固，利用两端锚板在新增结构的锚固措施，新增长条钢板连接措施加强了加固效果，能够使两种结构体系共同参与承重，从整体上提高了抗震性能。
其次，本发明中所用长条钢板截面形式灵活，长度可调节，能保证施工简便和易操作，并能减小钢筋混凝土用量，节约初期投资。
再次，采用本发明的方法对外套加层框架与原结构外墙连接部位进行加固，能保证新旧结构协同受力，提高整体抗震能力。
附图说明
图1为新、旧结构(新增外套加层框架与原结构纵墙)连接示意图。
图2为长条钢板端部示意图。
图中，1原结构纵墙；2外套框架外柱；3外套框架内柱；4外套框架梁；5长条钢板；6墙外钢垫板；7固定钢垫板；8封板；9肋板；10钢拉杆；11锚固钢垫板。
具体实施方式
如图1～图2所示，本发明的具体实施方式如下：
一种增强外套式加层结构，包括原结构纵墙1、原结构横墙以及原结构楼板，还包括新增外套加层框架、长条钢板5、墙外钢垫板6、固定钢垫板7、封板8、肋板9以及锚固钢垫板11；新增外套加层框架为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，包括外套框架内柱3、外套框架外柱2以及二者之间设置的外套框架梁4。
原结构纵墙1与外套框架内柱3之间对应于原结构楼板上、下位置分别设置有墙外钢垫板6，而在原结构纵墙1内侧对应位置分别设置有固定钢垫板7。
在原结构楼板下侧的原结构横墙上设置有钢拉杆10，直径为14mm，钢拉杆10两端穿过原结构纵墙1并通过下部设置的墙外钢垫板6以及固定钢垫板7预应力锚固，而上部设置的墙外钢垫板6以及固定钢垫板7之间则通过M18高强螺栓连接固定。
外套框架外柱2内侧上、下位置分别设置有一封板8，外套框架外柱2外侧设置有一锚固钢垫板11，锚固钢垫板11与上、下封板8之间通过M18高强螺栓连接固定。
外套框架梁4上、下表面均设置有长条钢板5，长条钢板5的宽度为100mm，厚度为20mm，长条钢板5两端分别对应焊接在墙外钢垫板6以及封板8上，长条钢板5两端均焊接有肋板9。
原结构纵墙1以及外套框架外柱2的钻孔内均灌注有A类改性环氧树脂胶。长条钢板5、墙外钢垫板6、固定钢垫板7、封板8、肋板9、锚固钢垫板11及钢拉杆的材质均为Q235B。
上述的增强外套式加层结构的具体加固方法，包括如下步骤：
步骤一：在原结构底部改造原有基础，并新建独立基础，满足新增外套加层框架的基础承载要求；
步骤二：在新建基础上绑扎新增外套加层框架的钢筋笼，预留新增外套加层框架与原结构连接处的后续作业空间；
步骤三：在原结构纵墙1与原结构楼板结合处下部位置钻孔，在原结构纵墙1与外套框架内柱3之间安装墙外钢垫板6，将钢拉杆10通过所述钻孔后一端固定在墙外钢垫板6上；张拉钢拉杆10使其保持平直，在所述钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行加强，同时，在原结构纵墙1内侧的楼板下部位置安装固定钢垫板7，并用螺母拧紧固定。其中，钻孔直径为25mm，且钢拉杆10端部预留不小于300mm以做锚固措施，同时，钢拉杆10需事先在设计位置刻丝并套上螺母，用扭力扳手加压拧紧以保证紧固强度；
步骤四：在原结构纵墙1的内外两侧与原结构楼板结合处的上部位置分别设置固定钢垫板7以及墙外钢垫板6，并用M18高强螺栓连接；
步骤五：下料长条钢板5，长条钢板5的宽度为100mm，长度比原结构纵墙1与外套框架外柱2的净距少5-10mm，以方便现场安装和张拉；将长条钢板5一端焊接在已固定好的墙外钢垫板6上，用肋板9加强；另一端对应焊接封板8，并同样用肋板9加强；所述长条钢板5、墙外钢垫板6、封板8均与新增外套加层框架的钢筋笼固定连接；
步骤六：现浇新增外套加层框架混凝土，并养护；
步骤七：在外套框架外柱2外侧安装锚固钢垫板11，并钻孔用M18高强螺杆连接长条钢板5端头的封板8，用扭力扳手拧紧固定；
步骤八：在各构件缝隙处及步骤七的钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行粘结；
步骤九：整体安装完毕后，对各裸露钢构件进行防锈、防火处理。
以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。
Claims (10)
1.一种增强外套式加层结构，包括原结构纵墙(1)、原结构横墙以及原结构楼板，其特征在于：还包括新增外套加层框架、长条钢板(5)、墙外钢垫板(6)、固定钢垫板(7)、封板(8)、肋板(9)以及锚固钢垫板(11)；
所述新增外套加层框架包括外套框架内柱(3)、外套框架外柱(2)以及二者之间设置的外套框架梁(4)；
所述原结构纵墙(1)与外套框架内柱(3)之间对应于原结构楼板上、下位置分别设置有墙外钢垫板(6)，而在原结构纵墙(1)内侧对应位置分别设置有固定钢垫板(7)；
在原结构楼板下侧的原结构横墙上设置有钢拉杆(10)，所述钢拉杆(10)两端穿过原结构纵墙(1)并通过下部设置的墙外钢垫板(6)以及固定钢垫板(7)预应力锚固，而上部设置的墙外钢垫板(6)以及固定钢垫板(7)之间则通过高强螺栓连接固定；
所述外套框架外柱(2)内侧上、下位置分别设置有一封板(8)，所述外套框架外柱(2)外侧设置有一锚固钢垫板(11)，锚固钢垫板(11)与上、下封板(8)之间通过高强螺栓连接固定；
所述外套框架梁(4)上、下表面均设置有长条钢板(5)，所述长条钢板(5)两端分别对应焊接在墙外钢垫板(6)以及封板(8)上，长条钢板(5)两端均焊接有肋板(9)。
2.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述新增外套加层框架为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30。
3.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述长条钢板(5)的宽度为100mm，厚度为20mm。
4.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述原结构纵墙(1)以及外套框架外柱(2)的钻孔内均灌注有A级结构胶。
5.根据权利要求4所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述A级结构胶为A类改性环氧树脂胶。
6.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述高强螺栓为M18高强锚栓。
7.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述钢拉杆(10)直径为14mm。
8.根据权利要求1所述的增强外套式加层结构，其特征在于：所述长条钢板(5)、墙外钢垫板(6)、固定钢垫板(7)、封板(8)、肋板(9)、锚固钢垫板(11)及钢拉杆的材质均为Q235B。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的增强外套式加层结构的加固方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在原结构底部改造原有基础，并新建独立基础，满足新增外套加层框架的基础承载要求；
步骤二：在新建基础上绑扎新增外套加层框架的钢筋笼，预留新增外套加层框架与原结构连接处的后续作业空间；
步骤三：在原结构纵墙(1)与原结构楼板结合处下部位置钻孔，在原结构纵墙(1)与外套框架内柱(3)之间安装墙外钢垫板(6)，将钢拉杆(10)通过所述钻孔后一端固定在墙外钢垫板(6)上；张拉钢拉杆(10)使其保持平直，在所述钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行加强，同时，在原结构纵墙(1)内侧的楼板下部位置安装固定钢垫板(7)，并用螺母拧紧固定；
步骤四：在原结构纵墙(1)的内外两侧与原结构楼板结合处的上部位置分别设置固定钢垫板(7)以及墙外钢垫板(6)，并用M18高强螺栓连接；
步骤五：下料长条钢板(5)，将长条钢板(5)一端焊接在已固定好的墙外钢垫板(6)上，用肋板(9)加强；另一端对应焊接封板(8)，并同样用肋板(9)加强；所述长条钢板(5)、墙外钢垫板(6)、封板(8)均与新增外套加层框架的钢筋笼固定连接；
步骤六：现浇新增外套加层框架混凝土，并养护；
步骤七：在外套框架外柱(2)外侧安装锚固钢垫板(11)，并钻孔用M18高强螺杆连接长条钢板(5)端头的封板(8)，用扭力扳手拧紧固定；
步骤八：在各构件缝隙处及步骤七的钻孔内注入A类改性环氧树脂胶进行粘结；
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10.根据权利要求9所述的加固方法，其特征在于：所述步骤三中的钻孔直径为25mm，且钢拉杆(10)端部预留不小于300mm以做锚固措施，同时，钢拉杆(10)需事先在设计位置刻丝并套上螺母，用扭力扳手加压拧紧以保证紧固强度；所述步骤五中长条钢板(5)的宽度为100mm，长度比原结构纵墙(1)与外套框架外柱(2)的净距少5-10mm，以方便现场安装和张拉。
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