CN103362317A - 既有砌体建筑加层、加梯结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既有砌体建筑加层、加梯结构及其施工方法。既有砌体建筑在拆除女儿墙、挑檐及屋顶防水后，在拆除屋顶防水的原结构屋面板上设置有新加叠合层，并进行轻钢结构加层施工。所述轻钢结构加层钢柱的柱脚，通过垫板和后植入墙体的螺杆在砌体外墙或构造柱处进行紧固连接。在加层改造的同时，并对原砌体建筑的单元门进行改造——增加外加电梯结构。电梯机房设置在顶部，电梯机房与轻钢结构的屋顶在一个平面内。其中，紧挨原砌体结构的一榀框架形成的空间为候梯间，在最外面的一榀框架形成的空间为电梯井。本发明在增加建筑面积的同时，还可以解决老年人和残疾人的出行问题，并延长了原有建筑物的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种既有砌体建筑加层、加梯结构及其施工方法，属于抗震加固技术领域。
背景技术
随着我国土地资源日趋紧张，既有建筑的改造利用已成为城市建设发展的重要内容之一。在原有建筑物上增加层数以扩大使用面积，就会增加单位土地面积房屋容积率，可以节省城市配套设施，节约投资和材料，又可避免拆迁等复杂琐事等优点。由于受当时经济条件等因素的限值，砌体结构住宅在当时没有安装电梯，使住宅中的老人、残疾人等，因为上、下楼梯的不便，长期不能到户外活动，生活质量较差，因此，在既有砌体结构增加层数、增设电梯无疑将会大大提高人们的生活质量。既有砌体结构加层、加梯技术在增加建筑面积的同时，还可以解决老年人和残疾人的出行问题，可以说是一举两得的好事情。通过对既有砌体结构加层、加梯以及加固改造的同时，还可以延长原有建筑物的使用寿命。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提出了在既有砌体建筑室外进行加层、加梯的改造措施，即既有砌体建筑加层、加梯结构及其施工方法，其通过对既有砌体建筑采用轻钢结构直接加层、采用型钢结构外加电梯的改造，来缓解现有人们住房紧张和老年人、残疾人出行难的问题。
本发明的技术方案如下：
既有砌体建筑加层、加梯结构，包括既有砌体建筑、新加轻钢结构以及外加电梯结构，所述既有砌体建筑在拆除女儿墙、挑檐及屋顶防水后，在拆除屋顶防水的既有砌体建筑原结构屋面板上设置有新加叠合层，所述新加叠合层上设置有新加轻钢结构，所述轻钢加层结构的加层钢柱的柱脚，通过叠合层垫板和后植入既有砌体建筑墙体的螺杆在既有砌体建筑的外墙或构造柱处连接固定，所述新加叠合层中设置有钢筋网和钢拉杆，所述钢拉杆在新加叠合层内连接既有砌体建筑相对的两面外墙，所述钢拉杆的端部与所述螺杆焊接，所述螺杆、新加叠合层的钢筋网以及钢拉杆整体混凝土浇注在一起；
所述既有砌体建筑外侧设有外加电梯结构，所述外加电梯结构包括由新加柱基础、新加承重柱、钢系杆以及新加电梯梁构成的两榀电梯框架，所述外加电梯结构顶部与新加轻钢结构连接固定，电梯机房设置在所述外加电梯结构顶部，所述电梯机房与新加轻钢结构的屋顶在一个平面内，其中，紧挨既有砌体建筑的一榀框架形成的空间为候梯间，而在最外面的一榀框架形成的空间为电梯井，所述电梯井内设置有电梯轿厢；紧贴既有砌体建筑外墙设置有新加承重柱，其通过化学锚栓与既有砌体建筑外墙或既有砌体建筑构造柱连接，其连接位置位于既有砌体建筑分层处，所述化学锚栓外端通过柱垫板和螺母紧固连接；候梯间的新加承重柱间设置的是新加电梯梁，而电梯井的新加承重柱间设置的是钢系杆，所述新加电梯梁设置在既有砌体建筑分层处，其与紧贴既有砌体建筑外墙或既有砌体建筑构造柱设置的新加承重柱之间通过L型连接板固定连接。
其中，所述新加叠合层的厚度为60mm，所述混凝土的强度等级不小于C30。
所述螺杆为M18螺杆，其采用HRB335热轧带肋钢筋，所述螺杆钻孔直径不小于30mm，所述螺杆深入既有砌体建筑外墙或既有砌体建筑构造柱的长度不小于250mm。
所述钢拉杆的直径不小于φ20mm。
所述新加轻钢结构由加层钢柱、柱脚垫板、柱脚加劲肋焊接而成，所述加层钢柱为H型钢或工字钢，所述柱脚垫板的厚度不小于20mm，所述柱脚垫板与叠合层垫板上下连接在一起。
所述新加电梯梁下部支撑有承托板，承托板与新加电梯梁、柱垫板之间焊接。
所述新加电梯梁与L型连接板焊接，L型连接板与柱垫板通过化学锚栓与外墙或构造柱紧固连接，所述L型连接板上焊接有加劲肋。
所述柱垫板在每层连接处为整块钢板，其厚度不小于25mm。
所述化学锚栓在每层连接处至少为10个，分两列布置，其伸入外墙或构造柱的长度不小于250mm。
上述既有砌体建筑加层、加梯结构的施工方法，采用如下步骤：
步骤一：拆除既有砌体建筑上的女儿墙、挑檐及屋顶防水；
步骤二：在既有砌体建筑屋顶的外墙和构造柱处进行化学植筋，设置螺杆；
步骤三：根据设计图纸，在既有砌体建筑单元门入口处准备安装新加承重柱的位置预先做好新加柱基础，同时，在准备安装外加电梯结构的既有砌体建筑外墙或构造柱部位打孔、植入化学锚栓；
步骤四：待新加柱基础混凝土强度达到70％以上时，安装贴墙的两根新加承重柱，使两根新加承重柱上的孔洞分别与预先植入的化学锚栓对应，再通过柱垫板、螺母将新加承重柱与外墙或构造柱进行紧固连接；
步骤五：在其他四个新加柱基础上安装新加承重柱；
步骤六：在候梯间内设置新加电梯梁，在新加电梯梁上焊接L型连接板和承托板，通过步骤四中的化学锚栓将L型连接板、柱垫板、新加承重柱与既有砌体建筑牢固连接在一起；
步骤七：在电梯井的各新加承重柱之间用钢系杆焊接；
步骤八：当外加电梯结构施工到既有砌体建筑屋顶处时，应与新加轻钢结构同时进行施工，进行新加叠合层的钢筋网配筋，将新加叠合层内的钢拉杆与屋顶外墙和构造柱中后植入的竖向的螺杆进行焊接，同时将新加叠合层内的钢拉杆与外加电梯结构的新加承重柱进行连接固定；
步骤九：将屋顶外墙和构造柱中植入的螺杆、新加叠合层的钢筋网和钢拉杆进行混凝土整体浇筑；
步骤十：当混凝土强度达到70％以上时，将新加轻钢结构的加层钢柱的柱脚垫板的安装孔对应安装在螺杆上，通过螺母进行紧固，紧固后将螺母和螺杆进行焊接；
步骤十一：施工完成上部新加轻钢结构以及外加电梯结构顶层；
步骤十二：在电梯井内安装电梯轿厢。
有益效果：
本发明将既有砌体建筑的加层技术和加梯技术同时进行研究，该技术具有传力路线明确，刚度分布合理，构造措施可靠等优点。新老结构的结合处通过增加叠合层及墙体、构造柱植筋等进行连接，这样可以提高既有砌体建筑采用轻钢结构加层的整体性和空间刚度，使加层部分新增轻钢荷载均匀传到原建筑物上，防止加层后产生不均匀沉降。同时，既有砌体建筑在加层的同时进行外加电梯的施工，较好地解决了老人和残疾人的出行难题。通过对既有砌体建筑加层、加梯的改造，可以节约了国家大量的资源，如果该技术加以推广应用，将具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明既有砌体建筑加层、加梯结构平面示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为新加电梯梁与既有砌体建筑构造柱连接图；
图4为L型连接板详图；
图5为既有砌体建筑顶部新加叠合层与原墙体、楼板的连接图；
图中，1：电梯井；2：候梯间；3：外墙；4：新加承重柱；5：钢系杆；6：构造柱；7、电梯机房；8：新加电梯梁；9：柱垫板；10：L型连接板；11：承托板；12：新加叠合层；13：化学锚栓；14：螺母；15：加劲肋；16：钢拉杆；17：加层钢柱；18：原结构屋面板；19：柱脚垫板；20：柱脚加劲肋；21：叠合层垫板；22：首层单元门门洞；23：螺杆；24：新加轻钢结构。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明的既有砌体建筑加层、加梯结构，包括既有砌体建筑、新加轻钢结构24以及外加电梯结构，既有砌体建筑在拆除女儿墙、挑檐及屋顶防水后，在拆除屋顶防水的既有砌体建筑原结构屋面板18上设置有新加叠合层12，新加叠合层12的厚度为60mm，新加叠合层12上设置有新加轻钢结构24，加轻钢结构24由加层钢柱17、柱脚垫板19、柱脚加劲肋20焊接而成，加层钢柱17为H型钢或工字钢，柱脚垫板19的厚度不小于20mm，所述柱脚垫板19与叠合层垫板21上下连接在一起；轻钢加层结构的加层钢柱17的柱脚，通过叠合层垫板21和后植入既有砌体建筑墙体的M18螺杆23在既有砌体建筑的外墙3或构造柱6处连接固定，其采用HRB335热轧带肋钢筋，新加叠合层12中设置有钢筋网和钢拉杆16，钢拉杆16的直径不小于φ20mm，钢拉杆16在新加叠合层12内连接既有砌体建筑相对的两面外墙3，钢拉杆16的端部与M18螺杆23焊接，M18螺杆23、新加叠合层12的钢筋网以及钢拉杆16整体混凝土浇注在一起，混凝土的强度等级不小于C30，螺杆23钻孔直径不小于30mm，所述螺杆23深入既有砌体建筑外墙3或既有砌体建筑构造柱6的长度不小于250mm；既有砌体建筑外侧设有外加电梯结构，外加电梯结构包括由新加柱基础、新加承重柱4、钢系杆5以及新加电梯梁8构成的两榀电梯框架，外加电梯结构顶部与新加轻钢结构24连接固定，电梯机房7设置在所述外加电梯结构顶部，电梯机房7与新加轻钢结构24的屋顶在一个平面内，其中，紧挨既有砌体建筑的一榀框架形成的空间为候梯间2，而在最外面的一榀框架形成的空间为电梯井1，所述电梯井1内设置有电梯轿厢；紧贴既有砌体建筑外墙3设置有新加承重柱4，其通过化学锚栓13与既有砌体建筑外墙3或既有砌体建筑构造柱6连接，其连接位置位于既有砌体建筑分层处，化学锚栓13外端通过柱垫板9和螺母14紧固连接；候梯间2的新加承重柱4间设置的是新加电梯梁8，而电梯井1的新加承重柱4间设置的是钢系杆5，新加电梯梁8设置在既有砌体建筑分层处，其与紧贴既有砌体建筑外墙3或既有砌体建筑构造柱6设置的新加承重柱4之间通过L型连接板10固定连接。新加电梯梁8下部支撑有承托板11，承托板11与新加电梯梁8、柱垫板9之间焊接。新加电梯梁8与L型连接板10焊接，L型连接板10与柱垫板9通过化学锚栓13与外墙3或构造柱6紧固连接，L型连接板10上焊接有加劲肋15。柱垫板9在每层连接处为整块钢板，其厚度不小于25mm。化学锚栓13在每层连接处至少为10个，分两列布置，其伸入外墙3或构造柱6的长度不小于250mm。
上述既有砌体建筑加层、加梯结构的施工方法，步骤如下：
步骤一：拆除既有砌体建筑上的女儿墙、挑檐及屋顶防水；
步骤二：在既有砌体建筑屋顶的外墙3和构造柱6处进行化学植筋，设置螺杆23；
步骤三：根据设计图纸，在既有砌体建筑单元门入口处准备安装新加承重柱4的位置预先做好新加柱基础，同时，在准备安装外加电梯结构的既有砌体建筑外墙3或构造柱6部位打孔、植入化学锚栓13；
步骤四：待新加柱基础混凝土强度达到70％以上时，安装贴墙的两根新加承重柱4，使两根新加承重柱4上的孔洞分别与预先植入的化学锚栓13对应，再通过柱垫板9、螺母14将新加承重柱4与外墙3或构造柱6进行紧固连接；
步骤五：在其他四个新加柱基础上安装新加承重柱4；
步骤六：在候梯间2内设置新加电梯梁8，在新加电梯梁8上焊接L型连接板10和承托板11，通过步骤四中的化学锚栓13将L型连接板10、柱垫板9、新加承重柱4与既有砌体建筑牢固连接在一起；
步骤七：在电梯井1的各新加承重柱4之间用钢系杆5焊接；
步骤八：当外加电梯结构施工到既有砌体建筑屋顶处时，应与新加轻钢结构24同时进行施工，进行新加叠合层12的钢筋网配筋，将新加叠合层12内的钢拉杆16与屋顶外墙3和构造柱6中后植入的竖向的螺杆23进行焊接，同时将新加叠合层12内的钢拉杆16与外加电梯结构的新加承重柱4进行连接固定；
步骤九：将屋顶外墙3和构造柱6中植入的螺杆23、新加叠合层12的钢筋网和钢拉杆16进行混凝土整体浇筑；
步骤十：当混凝土强度达到70％以上时，将新加轻钢结构24的加层钢柱17的柱脚垫板19的安装孔对应安装在螺杆23上，通过螺母进行紧固，紧固后将螺母和螺杆23进行焊接；
步骤十一：施工完成上部新加轻钢结构24以及外加电梯结构顶层；
步骤十二：在电梯井1内安装电梯轿厢。
以上是本发明的一典型实施方式，本发明的具体实施不限于此。
Claims (10)
1.既有砌体建筑加层、加梯结构，包括既有砌体建筑、新加轻钢结构(24)以及外加电梯结构，其特征在于：
所述既有砌体建筑在拆除女儿墙、挑檐及屋顶防水后，在拆除屋顶防水的既有砌体建筑原结构屋面板(18)上设置有新加叠合层(12)，所述新加叠合层(12)上设置有新加轻钢结构(24)，所述轻钢加层结构的加层钢柱(17)的柱脚，通过叠合层垫板(21)和后植入既有砌体建筑墙体的螺杆(23)在既有砌体建筑的外墙(3)或构造柱(6)处连接固定，所述新加叠合层(12)中设置有钢筋网和钢拉杆(16)，所述钢拉杆(16)在新加叠合层(12)内连接既有砌体建筑相对的两面外墙(3)，所述钢拉杆(16)的端部与所述螺杆(23)焊接，所述螺杆(23)、新加叠合层(12)的钢筋网以及钢拉杆(16)整体混凝土浇注在一起；
所述既有砌体建筑外侧设有外加电梯结构，所述外加电梯结构包括由新加柱基础、新加承重柱(4)、钢系杆(5)以及新加电梯梁(8)构成的两榀电梯框架，所述外加电梯结构顶部与新加轻钢结构(24)连接固定，电梯机房(7)设置在所述外加电梯结构顶部，所述电梯机房(7)与新加轻钢结构(24)的屋顶在一个平面内，其中，紧挨既有砌体建筑的一榀框架形成的空间为候梯间(2)，而在最外面的一榀框架形成的空间为电梯井(1)，所述电梯井(1)内设置有电梯轿厢；紧贴既有砌体建筑外墙(3)设置有新加承重柱(4)，其通过化学锚栓(13)与既有砌体建筑外墙(3)或既有砌体建筑构造柱(6)连接，其连接位置位于既有砌体建筑分层处，所述化学锚栓(13)外端通过柱垫板(9)和螺母(14)紧固连接；候梯间(2)的新加承重柱(4)间设置的是新加电梯梁(8)，而电梯井(1)的新加承重柱(4)间设置的是钢系杆(5)，所述新加电梯梁(8)设置在既有砌体建筑分层处，其与紧贴既有砌体建筑外墙(3)或既有砌体建筑构造柱(6)设置的新加承重柱(4)之间通过L型连接板(10)固定连接。
2.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述新加叠合层(12)的厚度为60mm，所述混凝土的强度等级不小于C30。
3.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述螺杆(23)为M18螺杆，其采用HRB335热轧带肋钢筋，所述螺杆(23)钻孔直径不小于30mm，所述螺杆(23)深入既有砌体建筑外墙(3)或既有砌体建筑构造柱(6)的长度不小于250mm。
4.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述钢拉杆(16)的直径不小于φ20mm。
5.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述新加轻钢结构(24)由加层钢柱(17)、柱脚垫板(19)、柱脚加劲肋(20)焊接而成，所述加层钢柱(17)为H型钢或工字钢，所述柱脚垫板(19)的厚度不小于20mm，所述柱脚垫板(19)与叠合层垫板(21)上下连接在一起。
6.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述新加电梯梁(8)下部支撑有承托板(11)，承托板(11)与新加电梯梁(8)、柱垫板(9)之间焊接。
7.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述新加电梯梁(8)与L型连接板(10)焊接，L型连接板(10)与柱垫板(9)通过化学锚栓(13)与外墙(3)或构造柱(6)紧固连接，所述L型连接板(10)上焊接有加劲肋(15)。
8.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述柱垫板(9)在每层连接处为整块钢板，其厚度不小于25mm。
9.根据权利要求1所述的既有砌体建筑加层、加梯结构，其特征在于：所述化学锚栓(13)在每层连接处至少为10个，分两列布置，其伸入外墙(3)或构造柱(6)的长度不小于250mm。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的既有砌体建筑加层、加梯结构的施工方法，其特征在于：采用如下步骤：
步骤一：拆除既有砌体建筑上的女儿墙、挑檐及屋顶防水；
步骤二：在既有砌体建筑屋顶的外墙(3)和构造柱(6)处进行化学植筋，设置螺杆(23)；
步骤三：根据设计图纸，在既有砌体建筑单元门入口处准备安装新加承重柱(4)的位置预先做好新加柱基础，同时，在准备安装外加电梯结构的既有砌体建筑外墙(3)或构造柱(6)部位打孔、植入化学锚栓(13)；
步骤四：待新加柱基础混凝土强度达到70％以上时，安装贴墙的两根新加承重柱(4)，使两根新加承重柱(4)上的孔洞分别与预先植入的化学锚栓(13)对应，再通过柱垫板(9)、螺母(14)将新加承重柱(4)与外墙(3)或构造柱(6)进行紧固连接；
步骤五：在其他四个新加柱基础上安装新加承重柱(4)；
步骤六：在候梯间(2)内设置新加电梯梁(8)，在新加电梯梁(8)上焊接L型连接板(10)和承托板(11)，通过步骤四中的化学锚栓(13)将L型连接板(10)、柱垫板(9)、新加承重柱(4)与既有砌体建筑牢固连接在一起；
步骤七：在电梯井(1)的各新加承重柱(4)之间用钢系杆(5)焊接；
步骤八：当外加电梯结构施工到既有砌体建筑屋顶处时，应与新加轻钢结构(24)同时进行施工，进行新加叠合层(12)的钢筋网配筋，将新加叠合层(12)内的钢拉杆(16)与屋顶外墙(3)和构造柱(6)中后植入的竖向的螺杆(23)进行焊接，同时将新加叠合层(12)内的钢拉杆(16)与外加电梯结构的新加承重柱(4)进行连接固定；
步骤九：将屋顶外墙(3)和构造柱(6)中植入的螺杆(23)、新加叠合层(12)的钢筋网和钢拉杆(16)进行混凝土整体浇筑；
步骤十：当混凝土强度达到70％以上时，将新加轻钢结构(24)的加层钢柱(17)的柱脚垫板(19)的安装孔对应安装在螺杆(23)上，通过螺母进行紧固，紧固后将螺母和螺杆(23)进行焊接；
步骤十一：施工完成上部新加轻钢结构(24)以及外加电梯结构顶层；
步骤十二：在电梯井(1)内安装电梯轿厢。
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