CN111550077A - 一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构及改造施工方法 - Google Patents

Abstract

一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构及改造施工方法，属于既有建筑的抗震加固、节能改造技术领域，包括分布在既有建筑中混凝土柱和楼板上的断桥植筋组、在既有建筑的混凝土柱和楼板外侧与断桥植筋绑扎构成外附筋网的加固受力钢筋及在外附筋网处灌注成型的外附立柱和外附楼板，所述装配式抗震加固改造结构还包括在既有建筑的墙体外表面由内向外依次定位的内置保温板和自承重轻骨料混凝土保温板以及在外附立柱和外附楼板外表面附着的高效保温板。通过对抗震加固结构和施工方法的改进，解决既有建筑抗震设防标准低、供暖制冷能耗高等问题，也解决建筑外保温与建筑同寿命、阻断建筑热桥等问题。

Description

一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构及改造施工方法

技术领域

本发明属于既有建筑的抗震加固、节能改造技术领域，尤其涉及一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构及改造施工方法。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，目前我国既有建筑面积已超过600亿平方米，其中很多建筑由于建筑使用功能改变、设计施工不当、接近设计使用年限等原因，存在结构承载能力、结构强度及刚度不能达到现行规范标准要求的问题，需要进行既有建筑抗震加固改造，以提升建筑安全性和可靠性。另一方面，我国建筑能耗约占全国能源消费总量的21%，其中建筑供暖、制冷需求能源消耗量巨大。我国早期住宅建筑由于缺少相应的建筑热工和绿色建筑方面的规范要求，导致既有建筑能耗高，造成大量的能源浪费，实行节能改造是降低我国既有建筑能耗的重要途径之一。近年来，政府部门出台了一系列政策文件，加快推动既有建筑抗震加固、节能改造等工作，使建筑行业的发展迎来新机遇。

既有建筑抗震加固与节能改造均需做大量前期准备工作，工作复杂，施工周期长。如果在抗震加固竣工后再进行节能改造，则会造成装饰层的二次施工，反之则会破坏外保温结构，影响节能改造效果。若是将抗震加固和节能改造有机结合到一体，则可以实现抗震加固和节能改造前期准备工作合二为一，节约人力物力，并提高施工效率，确保改造质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构及改造施工方法，通过对抗震加固结构和施工方法的改进，解决既有建筑抗震设防标准低、供暖制冷能耗高等问题，也解决建筑外保温与建筑同寿命、阻断建筑热桥等问题。

本发明采用的技术方案是：一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构，包括分布在既有建筑中混凝土柱和楼板上的断桥植筋组、在既有建筑的混凝土柱和楼板外侧与断桥植筋绑扎构成外附筋网的加固受力钢筋及在外附筋网处灌注成型的外附立柱和外附楼板，所述装配式抗震加固改造结构还包括在既有建筑的墙体外表面由内向外依次定位的内置保温板和自承重轻骨料混凝土保温板以及在外附立柱和外附楼板外表面附着的高效保温板；所述内置保温板、自承重轻骨料混凝土保温板和高效保温板均设有与断桥植筋配合的预留孔，在预留孔内设置与断桥植筋配合的紧固件。

进一步地，所述外附立柱和外附楼板中的混凝土为陶粒混凝土。

进一步地， 所述内置保温板和高效保温板是同种保温板、其结构包括：保温核心层及附着在保温核心层上下表面的混凝土层，所述混凝土层包括砂浆层及设置在砂浆层中间位置的玻纤网；所述保温核心层的成分包括羽绒、高标号水泥、憎水粉、碳纤维、气凝胶颗粒、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯中空微珠和水，上述成分按份数计为：羽绒 10—15份，高标号水泥 400—500份，憎水粉 2—4份，碳纤维 2—5份 ，气凝胶颗粒 0.002—0.006份，膨胀珍珠岩 50—60份，聚苯乙烯中空微珠 50—70份，水 200份。

进一步地，所述羽绒采用长在鹅鸭鸡的腹部的成片状羽毛。

进一步地，所述砂浆层的成分包括水、水泥和中砂，水、水泥和中砂按1：2：4的比例均匀混合搅拌形成砂浆层的砂浆，所述水泥为PI52.5的硅酸盐水泥。

进一步地，所述自承重轻骨料混凝土保温板包括由横、纵钢筋构成的筋网及包裹筋网的轻骨料混凝土层。

既有建筑的装配式抗震加固改造结构的改造施工方法,包括以下步骤如下：

步骤一，清除既有建筑外表面的饰面层、抹灰层，用填充材料修补外表面出现的空鼓、凹坑，并对墙体及混凝土构件上的裂缝进行补强处理，满足既有建筑外表面的平整度、垂直度要求；

步骤二，按照设计图纸，明确断桥植筋的孔洞位置、成孔直径及锚固深度，并在既有建筑的混凝土柱和楼板相应位置钻孔，待清孔完成后，使用锚固用胶植入断桥植筋；

步骤三，在既有建筑的混凝土柱和楼板处的断桥植筋上绑扎加固受力钢筋形成外附筋网；在外附筋网处支模，并灌注陶粒混凝土形成外附立柱和外附楼板；

步骤四，按照设计图纸，在工厂将内置保温板和自承重轻骨料混凝土保温板粘合并在板面上加工出预留孔，形成预制件且运抵施工现场备用；

步骤五，借助断桥植筋和紧固件，在既有建筑的墙体外表面安装预制件；

步骤六，借助断桥植筋和紧固件，在外附立柱与外附楼板安装预制件高效保温板；

步骤七，完成上述步骤后，填充缝隙并在自承重轻骨料混凝土保温板与高效保温板表面批抹含有耐碱玻纤网格布的抹面砂浆，待抹面砂浆达到规定强度后，再进行建筑外饰面施工。

采用本发明产生的有益效果: 本发明通过对抗震加固结构和施工方法的改进，解决既有建筑抗震设防标准低、供暖制冷能耗高等问题，也解决建筑外保温与建筑同寿命、阻断建筑热桥等问题。

附图说明

图1是本发明的抗震加固结构的示意图；

图2是图1中A_A的剖视示意图；

图3是图1中B_B的剖视示意图；

图4是高效保温板的机构示意图。

具体实施方式

参看附图1-4，一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构，包括分布在既有建筑中混凝土柱2和楼板3上的断桥植筋8组、在既有建筑的混凝土柱2和楼板3外侧与断桥植筋8绑扎构成外附筋网的加固受力钢筋10及在外附筋网处灌注成型的外附立柱6和外附楼板9，所述装配式抗震加固改造结构还包括在既有建筑的墙体1外表面由内向外依次定位的内置保温板4和自承重轻骨料混凝土保温板5以及在外附立柱6和外附楼板9外表面附着的高效保温板7；所述内置保温板4、自承重轻骨料混凝土保温板5和高效保温板7均设有与断桥植筋8配合的预留孔，在预留孔内设置与断桥植筋8配合的紧固件。所述自承重轻骨料混凝土保温板5、外附立柱6和外附楼板9能够与既有建筑共同受力，提高既有建筑抗震性能，并且能够承托内置保温板4重量，对内置保温板4起到保护作用，使其达到与建筑同寿命的目的，实现抗震加固与节能一体化改造。高效保温板7在外附立柱6和外附楼板9处具有高效保温隔热、防水的特点，用于局部阻断建筑结构热桥。断桥植筋8和紧固件分别是由HPB300、HRB400带丝钢筋和高强工程塑料螺帽，带丝钢筋可连接自承重轻骨料混凝土保温板5，高强工程塑料螺帽紧固带丝钢筋使其连接可靠，并发挥隔断热桥作用。

所述外附立柱6和外附楼板9中的混凝土为陶粒混凝土。所述断桥植筋8锚固植入既有建筑后，与外附立柱6和外附楼板9的筋网联成一体协同受力，分解决水平力、竖直力的问题。

所述内置保温板4和高效保温板7是同种保温板、其结构包括：保温核心层4-1及附着在保温核心层4-1上下表面的混凝土层4-2，所述混凝土层4-2包括砂浆层4-2-1及设置在砂浆层4-2-1中间位置的玻纤网4-2-2；所述保温核心层4-1的成分包括羽绒、高标号水泥、憎水粉、碳纤维、气凝胶颗粒、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯中空微珠和水，上述成分按份数计为：羽绒 10—15份，高标号水泥 400—500份，憎水粉 2—4份，碳纤维 2—5份 ，气凝胶颗粒0.002—0.006份，膨胀珍珠岩 50—60份，聚苯乙烯中空微珠 50—70份，水 200份。

高标号水泥为PI52.5硅酸盐水泥或PI52.5R硅酸盐水泥。高标号硅酸盐水泥凝固时间短，可以在短时间内应用，凝固后的抗压和抗拉能力更强，有效增强板的强度。

羽绒采用长在鹅鸭鸡的腹部的成片状羽毛。其与人造材料相比，保暖能力是一般人造材料的三倍。它有相当强的保温效果和抗拉强度，可以保温也可以充当纤维。考虑到成本，采用工厂边角料即可。

碳纤维为PAN基短切碳纤维。PAN基短切碳纤维的10mm含量大于90%。PAN基短切碳纤维具有轻质、高强、高模、耐腐蚀、吸波性高等特点，可有效增强结构的抗拉强度。

气凝胶颗粒具有特殊的三维网络孔洞结构，轻质、纳米多孔、高比表面、孔隙率大、疏水性能优越，使其具备各项优异的物理性能，制备过程中，可有效快速的均匀分散。

所述砂浆层4-2-1的成分包括水、水泥和中砂，水、水泥和中砂按1：2：4的比例均匀混合搅拌形成砂浆层4-2-1的砂浆，所述水泥为PI52.5的硅酸盐水泥。

上述砂浆层4-2-1的浆料制备方法为：将砂子经4.75mm筛孔的筛网筛选得到中砂，再将水、水泥、中砂按1：2：4的比例混合均匀制得高标号水泥砂浆料。

所述自承重轻骨料混凝土保温板5包括由横、纵钢筋构成的筋网及包裹筋网的轻骨料混凝土层。所述自承重轻骨料混凝土保温板5是由轻骨料和无机粘合材料按一定比例配置在工厂预制成型，内置筋网能承重，自承重轻骨料混凝土保温板5外侧可涂刷建筑装饰材料，板侧留有胡子钢筋，可与外附立柱6与外附楼板9固定。

既有建筑的装配式抗震加固改造结构的改造施工方法,包括以下步骤如下：

步骤一，清除既有建筑外表面的饰面层、抹灰层，用填充材料修补外表面出现的空鼓、凹坑，并对墙体1及混凝土构件上的裂缝进行补强处理，满足既有建筑外表面的平整度、垂直度要求；

步骤二，按照设计图纸，明确断桥植筋8的孔洞位置、成孔直径及锚固深度，并在既有建筑的混凝土柱2和楼板3相应位置钻孔，待清孔完成后，使用锚固用胶植入断桥植筋8；

步骤三，在既有建筑的混凝土柱2和楼板3处的断桥植筋8上绑扎加固受力钢筋10形成外附筋网；在外附筋网处支模，并灌注陶粒混凝土形成外附立柱6和外附楼板9；

步骤四，按照设计图纸，在工厂将内置保温板4和自承重轻骨料混凝土保温板5粘合并在板面上加工出预留孔，形成预制件且运抵施工现场备用；

步骤五，借助断桥植筋8和紧固件，在既有建筑的墙体1外表面安装预制件；

步骤六，借助断桥植筋8和紧固件，在外附立柱6与外附楼板9安装预制件高效保温板7；

步骤七，完成上述步骤后，填充缝隙并在自承重轻骨料混凝土保温板5与高效保温板7表面批抹含有耐碱玻纤网格布的抹面砂浆，待抹面砂浆达到规定强度后，再进行建筑外饰面施工。

Claims (7)

1.一种既有建筑的装配式抗震加固改造结构，包括分布在既有建筑中混凝土柱（2）和楼板（3）上的断桥植筋（8）组、在既有建筑的混凝土柱（2）和楼板（3）外侧与断桥植筋（8）绑扎构成外附筋网的加固受力钢筋（10）及在外附筋网处灌注成型的外附立柱（6）和外附楼板（9），其特征在于：所述装配式抗震加固改造结构还包括在既有建筑的墙体（1）外表面由内向外依次定位的内置保温板（4）和自承重轻骨料混凝土保温板（5）以及在外附立柱（6）和外附楼板（9）外表面附着的高效保温板（7）；所述内置保温板（4）、自承重轻骨料混凝土保温板（5）和高效保温板（7）均设有与断桥植筋（8）配合的预留孔，在预留孔内设置与断桥植筋（8）配合的紧固件。

2.根据权利要求1所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构，其特征在于:所述外附立柱（6）和外附楼板（9）中的混凝土为陶粒混凝土。

3.根据权利要求1所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构，其特征在于: 所述内置保温板(4)和高效保温板（7） 是同种保温板、其结构包括：保温核心层（4-1）及附着在保温核心层（4-1）上下表面的混凝土层（4-2），所述混凝土层（4-2）包括砂浆层（4-2-1）及设置在砂浆层（4-2-1）中间位置的玻纤网（4-2-2）；所述保温核心层（4-1）的成分包括羽绒、高标号水泥、憎水粉、碳纤维、气凝胶颗粒、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯中空微珠和水，上述成分按份数计为：羽绒 10—15份，高标号水泥 400—500份，憎水粉 2—4份，碳纤维 2—5份 ，气凝胶颗粒 0.002—0.006份，膨胀珍珠岩 50—60份，聚苯乙烯中空微珠 50—70份，水 200份。

4.根据权利要求3所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构，其特征在于:所述羽绒采用长在鹅鸭鸡的腹部的成片状羽毛。

5.根据权利要求3所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构，其特征在于: 所述砂浆层（4-2-1）的成分包括水、水泥和中砂，水、水泥和中砂按1：2：4的比例均匀混合搅拌形成砂浆层（4-2-1）的砂浆，所述水泥为PI52.5的硅酸盐水泥。

6.根据权利要求1所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构，其特征在于:所述自承重轻骨料混凝土保温板（5）包括由横、纵钢筋构成的筋网及包裹筋网的轻骨料混凝土层。

7.如权利要求1-6所述的既有建筑的装配式抗震加固改造结构的改造施工方法,其特征在于包括以下步骤如下：

步骤一，清除既有建筑外表面的饰面层、抹灰层，用填充材料修补外表面出现的空鼓、凹坑，并对墙体1及混凝土构件上的裂缝进行补强处理，满足既有建筑外表面的平整度、垂直度要求；

步骤二，按照设计图纸，明确断桥植筋（8）的孔洞位置、成孔直径及锚固深度，并在既有建筑的混凝土柱（2）和楼板（3）相应位置钻孔，待清孔完成后，使用锚固用胶植入断桥植筋（8）；

步骤三，在既有建筑的混凝土柱（2）和楼板（3）处的断桥植筋（8）上绑扎加固受力钢筋（10）形成外附筋网；在外附筋网处支模，并灌注陶粒混凝土形成外附立柱（6）和外附楼板（9）；

步骤四，按照设计图纸，在工厂将内置保温板（4）和自承重轻骨料混凝土保温板（5） 粘合并在板面上加工出预留孔，形成预制件且运抵施工现场备用；

步骤五，借助断桥植筋（8）和紧固件，在既有建筑的墙体（1）外表面安装预制件；

步骤六，借助断桥植筋（8）和紧固件，在外附立柱（6）与外附楼板（9）安装预制件高效保温板（7）；

步骤七，完成上述步骤后，填充缝隙并在自承重轻骨料混凝土保温板（5）与高效保温板（7）表面批抹含有耐碱玻纤网格布的抹面砂浆，待抹面砂浆达到规定强度后，再进行建筑外饰面施工。

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