CN1043183A - 对原有建筑结构卸压或减载并对其变形后加应力或复原的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对原有建筑结构卸压或减载并对其变形后加应力或复原的方法。对原有建筑结构(1)增设一个外加的支撑结构系统(2)然后向外加支撑结构系统(2)的施加预荷载，使其得到所斯望的变形；第三步至少将外加支撑结构系统(2)中受预荷载而弹性变形的部分(2′)与原有建筑物结构(1)要后加应力、变形或者卸压和/或减载的那一部分以不闭合的方式连接起来；最后撤去施加在外加支撑结构系统的预荷载、外加支撑结构系统(2)对原有建筑物结构(1)后加应力使其变形、并与其一起形成同一的整体结构。

Description

本发明涉及一种对原有建筑结构卸压或减载并对其变形后加应力或复原的方法。

在惯用的结构技术中人们知道多种预应力结构，例如在桥梁工程中广泛采用的预应力混凝土，在这种结构的混凝土构件内部采用了钢缆，这些钢缆在构件制造过程中被张拉和锚固住，从而在混凝土构件内部形成一个内应力系统。

另一种公知的得到预应力结构的方法在墨西哥城公共工程秘书处1963年出版的报告“桥梁结构设计种类”（“Estructuras    Para    Puentes”）中作了描述，按此报告公开了对下部凸缘为倒V形的钢梁所采用的方法，在其内部设置了锚固在钢梁一端的预应力钢缆，以便向钢缆施加预应力并以合适的方式锚固在钢梁的另一端，从而在钢梁内产生内应力和弹性变形。在制成倒V形的凸缘的空隙内加压充填水泥砂浆。

在这两种所描述的情况中，要求为接纳预应力钢缆做准备，这必须在该结构的原始设计时已加以考虑。

本发明的任务是提供一种在原有建筑结构中允许采用的方法来修理因地震而受到损坏的原有房屋结构。

按照本发明，对本文开始部分所述的那种方法中采用下述步骤：首先对原有建筑结构增设一个外加支撑结构系统;其次向此外加支撑结构系统施加一个预荷载，使其产生所期望的弹性变形;第三至少将外加支撑的结构系统中加荷载而产生弹性变形的部分与原有建筑物结构中准备再后加应力、复形或者要卸压和/或减截的那一部分以不闭合的方式相连接;最后撤去加在外加支撑结构系统上的预荷载。

本发明更有利的改进方案是采用框架、梁、拱或者与原有建筑结构相似的结构系统作为外加支撑结构系统。

本发明可以采用液压升降机、绞车、系杆（Tirefort）或者靠载重来向支撑结构系统施加预荷载。

本发明中第三个工艺步骤可以通过焊接、螺栓、混凝土或定缝销钉来将两个结构连接起来，以不闭合的方式形成一个整体。

本发明进一步的改进是可以采用由钢，钢筋混凝土或者木材制成的外加支撑结构系统。

此外本发明的主题包括用本发明的方法来整修因地震而变危险的房屋结构。

本发明的主题还包括利用本发明的方法来减轻原有建筑结构，尤其是其基础的负载。

与上面描述的惯用技术的区别在于借助于本发明的方法允许对原有建筑结构后加应力，而不必在原有结构的设计中考虑这一点。

另外一个原则区别在于这样的事实，由于采用了本发明的方法，原有建筑结构有可能和新的外加支撑结构一起来承受原先的荷载，即该荷载原来仅由原有建筑来承受，而现在采用本发明的方法后，这些荷载的一部分或者全部能传递到增设的外加支撑结构系统上。

与已公知方法的另一个区别在于，在公知方法中仅仅利用了钢缆，此钢缆最好设置在预应力结构内部，且在该结构制造期间和在运行工作之前施加了预应力。而本发明的方法不限于安装钢缆，可对原有建筑结构增设完整的外加支撑结构系统，如框架、梁、拱等。这种装配允许在建筑物结构建成之后，甚至在其运行工作之后来运行。因此，本发明的方法能与所有已公知结构系统结合起来使用。本发明所采用的外加支撑结构系统可以以合适的方式增设在原有的建筑结构上而成一整体，正由于此，这涉及的不再是一种预应力方法，而是对变形的原有建筑结构后加应力或复形或者对原有建筑结构卸压或减载的方法。这是很普通的。

另一个区别在于这样的事实，本发明的方法适用于各种类型、材料和使用年限的结构。因为人们不仅可以将这种方法用于混凝土结构还可以用于金属、木材等结构。

再有一个区别在于这些外加支撑结构系统所采用材料的多样性，这些材料可以是金属的、石头的、木头的等，还可以包括各种可能的材料组合。

按本发明，原有建筑结构和外加支撑结构系统之间的连接同样也不同于已公知的技术。

下面以附图中所描述的变形的原有建筑物结构为例对本发明加以说明。

图1示意地描述了一个现有已变形的建筑结构的框架1，为了更易看清图中 大地描述了由作用于此结构上的荷重产生的变形。

图2表示在第一个步骤中对原有的建筑结构增设一个外加的支撑结构系统2

图3描述了第二个工艺步骤，按此步骤，向该外加支撑结构系统预加一个荷载P，使其产生所期望的弹性变形。

图4描述了第三个工艺步骤，按此步骤，在保持预加荷载P的条件下，将外加支撑结构系统2上施加预荷载而出现弹性变形的部分2′和要复形的原有建筑物结构以不闭合的方式连接起来、在变形部分2′和要复形的原有建筑物结构1之间的空隙3中充填混凝土，在撤去预荷载P之前使此混凝土硬化。为此混凝土内放置了使其体积稳定的添加剂。

图5表示在第4个工艺步骤中撤去预荷载P后两个框架的整体结构。这在两个框架之间形成一个新的平衡状态，原有的框架1被后加应力，从原框架结构的复形以及再次达到原框架形状可以看出这一点。

在大多数情况下，借助于辅助的紧固件B来将外加的支撑结构2和复形的原建筑结构1连接起来，固定成一个刚性单元。

下面给出实践中可行的实施例。

实施例1：对于一幢遭受高震级地震损坏而变危险以及须卸去其自重一部分的多层城市高楼，在原有的变形建筑物结构中设置了用作外加支撑结构系统的柱和梁。然后在每根梁的中间部位施加预荷载，从而产生向下的弹性变形。在此变形状态下，借助于砂浆和稳定体积的添加剂，使该外加支撑结构系统的弹性变形部分和要复形的建筑物相连接起来。在连接过程结束之后撤去预荷载，从而该外加的梁向上作用在原有的结构部件上，这样由原有结构承受的荷载的一部分由新外加的支撑结构来承受。用这种方式，该原有的已变形的高楼建筑结构卸去一部分原先作用在此结构上的荷载。采用本发明工艺方法所达到的建筑物牢固程度比原先达到的要大，增设了外加支撑结构后，使原有建筑结构的条件得到改善。

实施例2：

下面对减轻基础荷载的情况加以说明，向工业厂房的每个基础4增设一个外加的支撑结构系统，以便加大位于此工业厂房内的吊车的承载能力，这也必定要加大基础的承载能力，该方法由下述步骤组成。

第1个工艺步骤：

正如从图6和图7可看到的那样，在靠近每个原有基础4两侧设置4根桩5，使其上端侧6超出基础顶面7。然后如图8和图9所示那样，在每两个相对设置在基础4两侧的桩上方各设置一个外加的支撑梁8或9;

第2个工艺步骤：

正如从图10、11所看到的那样，两个外加的支撑梁8和9上通过垂直的作用的重量P来施加预荷载，因而象所描述的那样产生向下的弹性变形;

第3个工艺步骤：

然后，如图12和图14所示，两个弹性变形的外加支撑梁8和9借助于可伸缩的定缝销钉与基础4牢固地接合;

第4个工艺步骤：

然后，如图13和15可看出的那样，撤去预荷载P形成一个新的平衡状态，原有的基础将卸去其荷载的一部分，两者之差由支柱5来承受。

由此两实施例可看出其与惯用方法的区别，按照惯用方法桩连接在原先的基础上，并在此之前移去承载的土，因而桩必须承受原有建筑物结构的全部荷载，这一点在本发明的实施例中是不一样的。

Claims (7)

1、对原有建筑结构卸压或减载并对其变形后加应力或复原的方法，其特征是具有下述工艺步骤：首先对原有建筑结构增设一个外加的支撑结构系统；其次向此外加支撑结构系统施加一个预荷载，使其产生所期望的弹性变形；第三至少将外加支撑结构系统中施加荷载而产生弹性变形的部分与原有建筑物结构中准备后加应力，复形或者要卸压和/或减载的那一部分以不闭合的方式相连接，最后撤去加在外加支撑结构系统上的预荷载。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征是作为外加支撑结构系统采用一种框架、梁、拱或者与原有建筑结构相似的结构系统。

3、按照权利要求1或2所述的方法，其特征是：该外加支撑结构系统是借助于其载量，液压升降机、绞车、或系杆（Tirefort）来施加予荷载的。

4、按照权利要求1至3中任何一项权利要求所述的方法，其特征是：在第三个步骤中两个结构之间所进行的不闭合的连接是通过焊接、螺栓、混凝土或定缝销钉来完成的。

5、按照权利要求1至4中任何一个权利要求所述的方法，其特征是：采用由钢、钢筋混凝土或者木材制成的外加支撑结构系统。

6、将权利要求1至5中任何一个权利要求所述的方法用来修复由地震而变危险的房屋结构。

7、将权利要求1至5中任何一项权利要求所述的方法用来减轻原有建筑结构，尤其是基础的荷载。

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