CN106121270B - 一种框架或框剪加固改造结构及其施工方法 - Google Patents

一种框架或框剪加固改造结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种框架或框剪加固改造结构及其施工方法，包括原框架柱和原梁板，还包括原框架柱的截断处植入的隔震装置、截断处柱间连接的附加水平连系构件和加固附加水平连系构件的附加抗侧力构件。原框架柱以截断处为界分为上柱和下柱，隔震装置的上侧连接上柱的下侧，所述隔震装置的下侧连接下柱的上侧。附加水平连系构件分别连接于上柱的底部内侧之间和下柱的顶部内侧之间。所述附加水平连系构件与上柱或者下柱之间通过粘接、栓接、植筋或膨胀螺栓进行连接。本发明使房屋主结构抗震能力大幅提高，降低了房屋中主体结构和非结构构件的破坏程度，减少框架柱在地震下的水平位移，限制了隔震装置上下侧的框架柱的水平位移，提升框架或框剪结构的整体抗震能力。

Description

一种框架或框剪加固改造结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种加固结构及其施工方法，特别是一种框架或框剪结构中的改造加固结构及其施工方法。
背景技术
现有的许多老旧房屋为框架或者框架剪力墙结构房屋，存在许多常见问题，例如主体结构的抗震性能较差，非结构物的抗震性能较差，容易在地震中造成较为严重的损害，因此一般需要进行加固改造。
目前常用的老旧房屋隔震加固改造技术，一些做法是将首层柱子的中部截断，在截断处直接增加隔震垫。这种改造技术存在地震中首层柱的变形较大、抗巨震能力不足导致建筑倒塌的风险。因此如何找到一种适当减少隔震的变形，从而避免巨震风险一直是老旧房屋隔震加固改造中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种框架或框剪加固改造结构及其施工方法，要解决现有老旧房屋隔震加固改造技术中框架柱的变形较大、抗巨震能力不足容易导致建筑倒塌的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种框架或框剪加固改造结构，包括原框架柱和原梁板，其特征在于：还包括原框架柱的截断处植入的隔震装置、截断处柱间连接的附加水平连系构件和加固附加水平连系构件的附加抗侧力构件。
所述原框架柱以截断处为界分为上柱和下柱，所述隔震装置的上侧连接上柱的下侧，所述隔震装置的下侧连接下柱的上侧。
所述附加水平连系构件分别连接于上柱的底部内侧之间和下柱的顶部内侧之间。
所述附加水平连系构件与上柱或者下柱之间通过粘接、栓接、植筋或膨胀螺栓进行连接。
所述截断处位于原框架柱的中部，所述上柱、原梁板、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架，上部框架中至少设有一个附加抗侧力构件，所述下柱和下柱之间的附加水平连系构件围合形成下部框架，下部框架中至少设有一个附加抗侧力构件。
所述截断处位于原框架柱的上部，所述上柱、原梁板、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架；所述下柱和下柱之间的附加水平连系构件围合形成下部框架，下部框架中至少设有一个附加抗侧力构件。
所述截断处位于原框架柱的下部，所述上柱、原梁板、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架，上部框架中至少设有一个附加抗侧力构件；所述下柱和下柱之间的附加水平连系构件围合形成下部框架。
所述附加抗侧力构件为斜撑和/或剪力墙。
所述附加抗侧力构件为斜撑，所述斜撑的两个端部与相应的上部框架或下部框架的框架节点均斜向连接。
所述附加抗侧力构件为剪力墙，该剪力墙与相应的上部框架或下部框架固定连接。
所述原框架柱为首层框架柱，首层框架柱的截断位置位于其下部，则下柱底部连接的基础之间增设有附加基础连系梁。
所述原框架柱或原梁板分别通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维进行加固。
所述斜撑为普通钢支撑、钢管混凝土支撑、钢筋混凝土支撑、钢管钢筋混凝土支撑、钢骨混凝土支撑或屈曲约束支撑中的一种或几种。
所述剪力墙为钢筋混凝土剪力墙、钢板钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙或面外约束钢板剪力墙中的一种或几种。
一种框架或框剪加固改造结构的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，对原框架柱进行受力分析，设计截断原框架柱并植入隔震装置的位置；
步骤二，截断原框架柱；
步骤三，在原框架柱的截断处植入隔震装置，隔震装置的上下侧与截断处的原框架柱的上下侧分别连接；
步骤四，在截断处的原框架柱的内侧之间连接施工附加水平连系构件；
步骤五，根据截断处在原框架柱的位置关系，在上部框架或下部框架内连接施工附加抗侧力构件。
所述步骤一之前，通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维对原框架柱或原梁板进行加固。
所述原框架柱为首层框架柱，首层框架柱的截断位置位于其下部，则在所述步骤一之前，下柱底部连接的基础之间增设附加基础连系梁。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明的加固改造结构具有以下特点：一、房屋主结构抗震能力大幅度提高，通过对原框架柱截断位置处的柱间增设的附加水平连系构件以及增加的附加抗侧力构件，形成抵抗结构柱变形并且受力更加合理的加固结构。二、降低了房屋中主体结构和非结构构件的破坏程度，延长了建筑在地震中的破坏时间。三、减少框架柱在地震下的水平位移，限制了隔震装置上下侧的框架柱的水平位移，使其不但可以在首层框架柱上进行加固改造，还可以在非首层框架柱上进行加固改造。四、隔震装置层可以减少地震水平力，附加水平连系构件可以进一步减少框架柱的水平位移和转动，附加抗侧力构件则进一步增强加固结构的整体性，减少P-δ效应，进而提升框架或框剪结构的整体抗震能力。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是实施例一-四的标准层平面结构示意图。
图2是实施例一的立面结构示意图。
图3是实施例二的立面结构示意图。
图4是实施例三的立面结构示意图。
图5是实施例三的立面结构示意图。
附图标记：1－原框架柱、1.1－上柱、1.2－下柱、2－原梁板、3－隔震装置、4－附加水平连系构件、5－附加抗侧力构件、5.1－斜撑、5.2－剪力墙、6－基础、7－基础连系梁。
具体实施方式
实施例一参见图1和图2所示的一种框架或框剪加固改造结构，其中每榀框架或框剪结构包括四根原框架柱1，原框架柱的顶部连接原梁板2，这种加固改造结构还包括原框架柱1的截断处植入的隔震装置3、截断处柱间连接的附加水平连系构件4和加固附加水平连系构件4的附加抗侧力构件5。
所述原框架柱1以截断处为界分为上柱1.1和下柱1.2，所述隔震装置3的上侧连接上柱1.1的下侧，所述隔震装置3的下侧连接下柱1.2的上侧。
所述附加水平连系构件4分别连接于上柱1.1的底部内侧之间和下柱1.2的顶部内侧之间。所述附加水平连系构件4与上柱1.1或者下柱1.2之间通过粘接、栓接、植筋或膨胀螺栓进行连接。
所述截断处位于原框架柱1的中部，截断处位于框架柱的同一高度，所述上柱1.1、原梁板2、上柱之间的附加水平连系构件4围合形成上部框架，上部框架中至少设有一个附加抗侧力构件5，所述下柱1.2和下柱之间的附加水平连系构件4围合形成下部框架，下部框架中至少设有一个附加抗侧力构件5。
所述附加抗侧力构件5为斜撑5.1，上部框架内设置两个斜撑，下部框架内设置两个斜撑，斜撑的两个端部与相应的的框架节点均斜向连接。
所述斜撑为普通钢支撑、钢管混凝土支撑、钢筋混凝土支撑、钢管钢筋混凝土支撑、钢骨混凝土支撑或屈曲约束支撑。本实施例中为普通钢支撑。
实施例二参见图1和图3所示，与实施例一不同的是，所述附加抗侧力构件5为斜撑5.1和剪力墙5.2。上部框架内设置两片剪力墙，该剪力墙的四周与相应的上部框架的内侧均固定连接，下部框架内设置两个斜撑，斜撑的两个端部与相应的下部框架的框架节点均斜向连接。
所述剪力墙为钢筋混凝土剪力墙、钢板钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙或面外约束钢板剪力墙中的一种或几种。本实例中为钢板剪力墙。剪力墙的四周外侧与上部框架的内侧均固定连接。
实施例三参见图1和图4所示，与实施例一不同的是，所述截断处位于原框架柱1的上部，所述上柱1.1、原梁板2、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架；所述下柱1.2和下柱之间的附加水平连系构件4围合形成下部框架，下部框架内设置两个斜撑5.1。
实施例四参见图1和图5所示，与实施例一不同的是，本实施例中，所述原框架柱为首层框架柱，首层框架柱的截断位置位于其下部，所述上柱1.1、原梁板2、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架，上部框架内设置两个斜撑5.1，所述下柱1.2和下柱之间的附加水平连系构件4围合形成下部框架。所述下柱底部连接的基础6之间增设有附加基础连系梁7。
实施例中的原框架柱或原梁板均可以分别通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维进行加固。斜撑可以为普通钢支撑或屈曲约束支撑。
实施例中的四种框架或框剪加固改造结构的施工方法，施工步骤一般如下：
步骤一，对原框架柱1进行受力分析，设计截断原框架柱并植入隔震装置3的位置；
步骤二，截断原框架柱1；
步骤三，在原框架柱1的截断处植入隔震装置3，隔震装置3的上下侧与截断处的原框架柱1的上下侧分别连接；
步骤四，在截断处的原框架柱1的内侧之间连接施工附加水平连系构件4；
步骤五，根据截断处在原框架柱1的位置关系，在上部框架或下部框架内连接施工附加抗侧力构件5。
所述步骤一之前，通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维对原框架柱或原梁板进行加固。
实施例四中，所述原框架柱1为首层框架柱，首层框架柱的截断位置位于其下部，则在所述步骤一之前，下柱底部连接的基础6之间增设附加基础连系梁7。

Claims (9)

1.一种框架或框剪加固改造结构，包括原框架柱（1）和原梁板（2），其特征在于：还包括原框架柱（1）的截断处植入的隔震装置（3）、截断处柱间连接的附加水平连系构件（4）和加固附加水平连系构件（4）的附加抗侧力构件（5），
所述原框架柱（1）以截断处为界分为上柱（1.1）和下柱（1.2），所述隔震装置（3）的上侧连接上柱（1.1）的下侧，所述隔震装置（3）的下侧连接下柱（1.2）的上侧，
所述附加水平连系构件（4）分别连接于上柱（1.1）的底部内侧之间和下柱（1.2）的顶部内侧之间；
所述截断处位于原框架柱（1）的中部，所述上柱（1.1）、原梁板（2）、上柱之间的附加水平连系构件（4）围合形成上部框架，上部框架中至少设有一个附加抗侧力构件（5），所述下柱（1.2）和下柱之间的附加水平连系构件（4）围合形成下部框架，下部框架中至少设有一个附加抗侧力构件（5）；
或者所述截断处位于原框架柱（1）的上部，所述上柱（1.1）、原梁板（2）、上柱之间的附加水平连系构件围合形成上部框架；所述下柱（1.2）和下柱之间的附加水平连系构件（4）围合形成下部框架，下部框架中至少设有一个附加抗侧力构件（5）；
所述附加水平连系构件（4）与上柱（1.1）或者下柱（1.2）之间通过粘接、栓接、植筋或膨胀螺栓进行连接；
所述原框架柱或原梁板分别通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维进行加固。
2.根据权利要求1所述的框架或框剪加固改造结构，其特征在于：所述附加抗侧力构件（5）为斜撑（5.1）和/或剪力墙（5.2）。
3.根据权利要求2所述的框架或框剪加固改造结构，其特征在于：所述附加抗侧力构件为斜撑，所述斜撑的两个端部与相应的上部框架或下部框架的框架节点均斜向连接。
4.根据权利要求2所述的框架或框剪加固改造结构，其特征在于：所述附加抗侧力构件为剪力墙，该剪力墙与相应的上部框架或下部框架固定连接。
5.根据权利要求2所述的框架或框剪加固改造结构，其特征在于：所述斜撑为普通钢支撑、钢管混凝土支撑、钢筋混凝土支撑、钢管钢筋混凝土支撑、钢骨混凝土支撑或屈曲约束支撑中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的框架或框剪加固改造结构，其特征在于：所述剪力墙为钢筋混凝土剪力墙、钢板钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙或面外约束钢板剪力墙中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的框架或框剪加固改造结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤一，对原框架柱（1）进行受力分析，设计截断原框架柱并植入隔震装置（3）的位置；
步骤二，对原框架柱进行施工临时支撑；
步骤三，截断原框架柱（1）；
步骤四，在原框架柱（1）的截断处植入隔震装置（3），隔震装置（3）的上下侧与截断处的原框架柱（1）的上下侧分别连接；
步骤五，在截断处的原框架柱（1）的内侧之间连接施工附加水平连系构件（4）；
步骤六，根据截断处在原框架柱（1）的位置关系，在上部框架或下部框架内连接施工附加抗侧力构件（5）；
步骤七：拆除施工临时支撑。
8.根据权利要求7所述的框架或框剪加固改造结构的施工方法，其特征在于：所述步骤一之前，通过外包钢筋混凝土、钢板或碳纤维对原框架柱或原梁板进行加固。
9.根据权利要求7所述的框架或框剪加固改造结构的施工方法，其特征在于：所述原框架柱（1）为首层框架柱，首层框架柱的截断位置位于其下部，则在所述步骤一之前，下柱底部连接的基础（6）之间增设附加基础连系梁（7）。
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