CN108005405B - 一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置及其施工方法，以解决现有砌体结构房屋整体性差、抗震能力不足的问题，滑移隔震结构由砌体原结构、竖向钢筋、横向钢筋、穿墙对拉钢筋、高延性混凝土或水泥砂浆面层、薄弱层、分隔缝以及加固混凝土组成。本发明的无圈梁砌体结构利用滑移隔震的思想，用钢筋网高延性混凝土面层加固砌体房屋，可利用钢筋网和较高强度和韧性的高延性混凝土对墙体形成包裹，提高房屋的整体性，在水平地震作用下，薄弱层的滑移破坏使得房屋发生整体滑移，从而阻止了地震力的向上传递，同时砌体房屋整体性和耐久性更好，且施工简单、工程造价低。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构隔震与加固技技术领域，具体涉及一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置及其施工方法，特别涉及用于单层或多层无圈梁砖砌体或砌块砌体结构的隔震加固装置。
背景技术
砌体结构主要是由块体和砂浆砌筑而成，由于施工质量差异较大，强度相对较低，离散性大，其抗拉、抗剪和抗弯承载力都较低，且整体性差。在地震中砌体墙开裂后其承载力迅速下降，极易发生倒塌，引起震区巨大的人员伤亡和严重的经济损失。
传统加固方法是基于提高抗震承载力进行的，但由于传统加固材料，如水泥砂浆、混凝土等为脆性材料，并不能有效提高砌体结构的延性及耗能能力、无法改善砌体结构的脆性破坏模式，且施工复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有砌体结构存在的抗震能力差的问题。
为此，本发明提供了一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，包括砌体原结构，所述砌体原结构正负零标高处设置有薄弱层，薄弱层以上的砌体原结构的墙体双面压抹面层，薄弱层以下的砌体原结构的墙体两侧浇筑加固混凝土。
所述薄弱层为对砌体原结构内墙正负零标高处灰缝或者外墙与室外地面齐平处灰缝进行嵌缝处理，嵌缝深度≥10mm。
还包括绑扎在砌体原结构表面的钢筋网，所述钢筋网由竖向钢筋、横向钢筋和穿墙对拉钢筋组成，若干根竖向钢筋和横向钢筋垂直交叉呈网状绑扎在砌体原结构表面，穿墙对拉钢筋设于竖向钢筋和横向钢筋交叉结点处的竖向灰缝中，并沿墙面呈梅花状布置。
所述竖向钢筋的直径≥10mm，横向钢筋的直径≥8mm，竖向钢筋和横向钢筋的间距为150～300mm，穿墙对拉钢筋的直径为6mm，穿墙对拉钢筋的间距≤600mm。
还包括分隔缝，分隔缝为在面层与加固混凝土重叠处铺设的柔性材料，柔性材料为塑料薄膜。
所述砌体原结构为无圈梁构造柱砖砌体结构或砌块砌体结构，墙体表面压抹的面层为高延性混凝土面层，厚度为10～30mm，压抹的范围为薄弱层以上。
所述砌体原结构为无圈梁构造柱砖砌体结构或砌块砌体结构，墙体表面压抹的面层为高延性混凝土面层或水泥砂浆面层，高延性混凝土面层或水泥砂浆面层将竖向钢筋和横向钢筋包裹，厚度为25～55mm。
所述加固混凝土的浇筑厚度为200～400mm，深度≥500mm，长度沿墙长全部浇筑，混凝土强度等级为C20。
一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对砌体原结构表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行嵌缝深度≥10mm的嵌缝处理以形成薄弱层；
步骤三：在砌体原结构表面绑扎竖向钢筋和横向钢筋，并按梅花状布置穿墙对拉钢筋；
步骤四：在砌体原结构表面压抹高延性混凝土面层或水泥砂浆面层；
步骤五：在薄弱层以下，沿纵横墙开挖室内外回填土，长度沿墙体全长；
步骤六：在外墙底部内侧面层与加固混凝土重叠处，先在面层表面铺设塑料薄膜作为分隔缝，再浇筑加固混凝土，混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对砌体原结构表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行嵌缝深度≥10mm的嵌缝处理以形成薄弱层；
步骤三：在砌体原结构表面压抹高延性混凝土面层；
步骤四：在薄弱层以下，沿纵横墙开挖室内外回填土，长度沿墙体全长；
步骤五：在外墙底部内侧面层与加固混凝土重叠处，先在面层表面铺设塑料薄膜作为分隔缝，再浇筑加固混凝土，混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
本发明的有益效果：
（1）本发明提供的这种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，引入滑移隔震结构，通过在砌体原结构正负零标高处设置薄弱层，并采用高延性混凝土面层加固原结构，利用高延性混凝土的力学性能优势及与砌体之间良好的粘结性能，提高砌体结构的整体性，在发生地震时，通过底部薄弱层发生滑移破坏，阻止地震力的向上传递，从而避免砌体结构在地震作用下发生倒塌破坏，同时具有加固效果好、施工简单、成本低的优点；
（2）本发明采用的高延性混凝土是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的生态建筑材料，利用其对砌体结构形成包裹，增强对墙体的约束作用，可显著提高砌体结构房屋的整体性与抗震性能。
（3）本发明在砌体原结构竖向灰缝内穿入穿墙对拉钢筋，并绑扎竖向钢筋和横向钢筋，既施工简单，又保证了钢筋网与高延性混凝土面层对砌体墙的约束作用。
（4）本发明施工简便、快捷，采用的高延性混凝土经济性较好，且加固面层较薄，对墙体基本无损害，加固的砌体结构房屋整体性较好，具有良好的耐久性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的外墙底部做法示意图。
图2是高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的内墙底部做法示意图。
图3是高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的纵横墙交接处做法1俯视示意图。
图4是高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的纵横墙交接处做法2俯视示意图。
图5是钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置外墙底部示意图。
图6是钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置内墙底部示意图。
图7是钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的纵横墙交接处做法1俯视示意图；
图8是钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的纵横墙交接处做法2俯视示意图；
图9是钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的钢筋网布置示意图。
附图标记说明：1、砌体原结构；2、竖向钢筋；3、穿墙对拉钢筋；4、面层；5、薄弱层；6、加固混凝土；7、横向钢筋；8、分隔缝。
具体实施方式
实施例1：
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，包括砌体原结构1，所述砌体原结构1正负零标高处（图1和图2中标有0.000处）设置有薄弱层5，薄弱层5以上的砌体原结构1的墙体双面压抹高延性混凝土面层4，薄弱层5以下的砌体原结构1的墙体两侧浇筑加固混凝土6。所述薄弱层5为对砌体原结构1内墙正负零标高处灰缝或者外墙与室外地面齐平处灰缝进行嵌缝处理，嵌缝深度≥10mm。所述砌体原结构1为无圈梁砖砌体结构或砌块砌体结构。所述墙体表面压抹的高延性混凝土面层的厚度为10～30mm，压抹的范围为薄弱层5以上。所述加固混凝土6的浇筑厚度为200～400mm，深度≥500mm或至基础顶面，长度沿墙长全部浇筑，混凝土强度等级为C20。还包括分隔缝8，分隔缝8为在高延性混凝土面层4与加固混凝土6重叠处铺设的柔性材料。所述柔性材料为塑料薄膜。
需要特别说明的是，所述外墙底部内侧高延性混凝土与加固混凝土重叠处，应先压抹高延性混凝土，并在其表面布置塑料薄膜或其他柔性材料与加固混凝土隔开，再浇筑加固混凝土。
本实施例的高延性混凝土加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，具体施工过程如下：
步骤一：对砌体原结构1表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行15mm的嵌缝处理以形成薄弱层5；
步骤三：在砌体原结构1表面压抹20mm厚高延性混凝土面层4；
步骤四：在正负零标高以下，先沿纵横墙开挖室内外回填土，开挖宽度为300mm，深度500mm，长度沿墙体全长；
步骤五：在外墙底部内侧高延性混凝土面层4与加固混凝土6重叠处，先在高延性混凝土面层表面铺设塑料薄膜形成分隔缝8，再浇筑加固混凝土6，混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
实施例2：
本实施例提供了一种钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，如图5和图6所示，包括砌体原结构1和绑扎在砌体原结构1表面的钢筋网，所述砌体原结构1正负零标高处（图5和图6中标有0.000处）设置有薄弱层5，薄弱层5以上的砌体原结构1的墙体双面压抹面层4，薄弱层5以下的砌体原结构1的墙体两侧浇筑加固混凝土6。所述薄弱层5为对砌体原结构1内墙正负零标高处灰缝或者外墙与室外地面齐平处灰缝进行嵌缝处理，嵌缝深度≥10mm。如图7、图8和图9所示，所述钢筋网由竖向钢筋2、横向钢筋7和穿墙对拉钢筋3组成，若干根竖向钢筋2和横向钢筋7垂直交叉呈网状绑扎在砌体原结构1表面，穿墙对拉钢筋3设于竖向钢筋2和横向钢筋7交叉结点处的竖向灰缝中，并沿墙面呈梅花状布置。所述砌体原结构1为无圈梁构造柱砖砌体结构或砌块砌体结构，墙体表面压抹的面层4为高延性混凝土面层或水泥砂浆面层。
所述高延性混凝土面层或水泥砂浆面层将竖向钢筋2和横向钢筋7包裹，厚度为25～55mm。还包括分隔缝8，分隔缝8为在高延性混凝土面层或水泥砂浆面层与加固混凝土6重叠处铺设的柔性材料。所述加固混凝土6的浇筑厚度为200～400mm，深度≥500mm，长度沿墙长全部浇筑，混凝土强度等级为C20。所述竖向钢筋2的直径≥10mm，横向钢筋7的直径≥8mm，竖向钢筋2和横向钢筋7的间距为150～300mm，穿墙对拉钢筋3的直径为6mm，穿墙对拉钢筋3的间距≤600mm。所述柔性材料为塑料薄膜。
上述钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置采用高延性混凝土作为面层，具体施工过程如下：
步骤一：对砌体原结构1表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行15mm的嵌缝处理以形成薄弱层5；
步骤三：在砌体原结构1表面绑扎竖向钢筋2和横向钢筋7，并按梅花状布置穿墙对拉钢筋3，竖向钢筋2直径为10mm，横向钢筋7直径为8mm，间距均为250mm，穿墙对拉钢3筋直径为6mm，间距500mm；
步骤四：在砌体原结构1表面压抹30mm厚高延性混凝土面层4；
步骤五：在薄弱层5以下，先沿纵横墙开挖室内外回填土，开挖宽度为300mm，深度500mm，长度沿墙体全长；
步骤六：在外墙底部内侧高延性混凝土面层4与加固混凝土6重叠处，先在高延性混凝土面层4表面铺设塑料薄膜作为分隔缝8，再浇筑加固混凝土6，混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
上述钢筋网加固无圈梁砌体结构的滑移隔震装置采用水泥砂浆作为面层，施工过程如下：
步骤一：对砌体原结构1表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行15mm的嵌缝处理以形成薄弱层5；
步骤三：在砌体原结构1表面绑扎竖向钢筋2和横向钢筋7，并按梅花状布置穿墙对拉钢筋3，竖向钢筋2直径为10mm，横向钢筋7直径为8mm，间距均为250mm，穿墙对拉钢筋3直径为6mm，间距500mm；
步骤四：在砌体原结构1表面压抹45mm厚水泥砂浆4，水泥砂浆强度等级为M15；
步骤五：在薄弱层5以下，先沿纵横墙开挖室内外回填土，开挖宽度为300mm，深度500mm，长度沿墙体全长；
步骤六：在外墙底部内侧水泥砂浆4与加固混凝土6重叠处，先在水泥砂浆面层4表面铺设塑料薄膜作为分隔缝8，再浇筑加固混凝土6，混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
本发明引用滑移隔震的思想，利用高延性混凝土的力学性能优势及与砌体墙之间良好的粘结性能，提高了砌体结构的整体性，通过底部薄弱层的滑移破坏阻止地震作用的向上传递，避免了强震作用下砌体结构发生倒塌破坏。同时所采用的的高延性混凝土具有良好的耐久性，延长结构的使用寿命，降低了经济、社会成本，减少了砌体结构强震后的修复工作。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (8)
1.一种无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，包括砌体原结构（1），其特征在于：所述砌体原结构（1）正负零标高处设置有薄弱层（5），薄弱层（5）以上的砌体原结构（1）的墙体双面压抹面层（4），薄弱层（5）以下的砌体原结构（1）的墙体两侧浇筑加固混凝土（6）；
所述薄弱层（5）为对砌体原结构（1）内墙正负零标高处灰缝或者外墙与室外地面齐平处灰缝进行嵌缝处理，嵌缝深度≥10mm；
所述加固混凝土（6）的浇筑厚度为200～400mm，深度≥500mm，长度沿墙长全部浇筑，混凝土强度等级为C20。
2.如权利要求1所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，其特征在于：还包括绑扎在砌体原结构（1）表面的钢筋网，所述钢筋网由竖向钢筋（2）、横向钢筋（7）和穿墙对拉钢筋（3）组成，若干根竖向钢筋（2）和横向钢筋（7）垂直交叉呈网状绑扎在砌体原结构（1）表面，穿墙对拉钢筋（3）设于竖向钢筋（2）和横向钢筋（7）交叉结点处的竖向灰缝中，并沿墙面呈梅花状布置。
3.如权利要求2所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，其特征在于：所述竖向钢筋（2）的直径≥10mm，横向钢筋（7）的直径≥8mm，竖向钢筋（2）和横向钢筋（7）的间距为150～300mm，穿墙对拉钢筋（3）的直径为6mm，穿墙对拉钢筋（3）的间距≤600mm。
4.如权利要求1或2所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，其特征在于：还包括分隔缝（8），分隔缝（8）为在面层（4）与加固混凝土（6）重叠处铺设的柔性材料，柔性材料为塑料薄膜。
5.如权利要求1所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，其特征在于：所述砌体原结构（1）为无圈梁构造柱砖砌体结构或砌块砌体结构，墙体表面压抹的面层（4）为高延性混凝土面层，厚度为10～30mm，压抹的范围为薄弱层（5）以上。
6.如权利要求2所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置，其特征在于：所述砌体原结构（1）为无圈梁构造柱砖砌体结构或砌块砌体结构，墙体表面压抹的面层（4）为高延性混凝土面层或水泥砂浆面层，高延性混凝土面层或水泥砂浆面层将竖向钢筋（2）和横向钢筋（7）包裹，厚度为25～55mm。
7.一种如权利要求1、2、3、4、6中任一权利要求所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对砌体原结构（1）表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行嵌缝深度≥10mm的嵌缝处理以形成薄弱层（5）；
步骤三：在砌体原结构（1）表面绑扎竖向钢筋（2）和横向钢筋（7），并按梅花状布置穿墙对拉钢筋（3）；
步骤四：在砌体原结构（1）表面压抹高延性混凝土面层或水泥砂浆面层；
步骤五：在薄弱层（5）以下，沿纵横墙开挖室内外回填土，长度沿墙体全长；
步骤六：在外墙底部内侧面层（4）与加固混凝土（6）重叠处，先在面层（4）表面铺设塑料薄膜作为分隔缝（8），再浇筑加固混凝土（6），混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
8.一种如权利要求1、2、4、5中任一权利要求所述的无圈梁砌体结构的滑移隔震装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对砌体原结构（1）表面粉刷层进行清理；
步骤二：对内墙正负零标高处或者外墙室外地面齐平处灰缝进行嵌缝深度≥10mm的嵌缝处理以形成薄弱层（5）；
步骤三：在砌体原结构（1）表面压抹高延性混凝土面层；
步骤四：在薄弱层（5）以下，沿纵横墙开挖室内外回填土，长度沿墙体全长；
步骤五：在外墙底部内侧面层（4）与加固混凝土（6）重叠处，先在面层（4）表面铺设塑料薄膜作为分隔缝（8），再浇筑加固混凝土（6），混凝土强度等级为C20，C20指混凝土立方体抗压强度标准值为20MPa。
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