CN113431374A - 既有建筑户内防震加固订制钢框架 - Google Patents

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Abstract

既有建筑户内防震加固订制钢框架,涉及房屋加固改造领域,包括基础组件、柱脚构件、梁柱节点连接件、中间柱段、中间梁段;所述梁柱节点连接件由一段矩形钢管柱在外壁焊接若干段矩形钢管梁段组成;所述中间柱段的两端分别与柱脚构件的顶部和梁柱节点连接件的柱段底部连接;所述柱脚构件的底部与基础组件连接;所述中间梁段的两端分别与梁柱节点连接件的矩形钢管梁段连接。所有构件均可预先制作,安装便捷,施工时间短,可完成拉、压、弯、剪、扭全方位传力,适用于防震加固及灾后房屋快速加固抢修或现场不宜采用焊接的旧建筑加固与改造工程,可订购。

Description

既有建筑户内防震加固订制钢框架
技术领域
本发明涉及房屋加固改造领域,尤其涉及既有建筑户内防震加固订制钢框架。
背景技术
自然灾害发生后如何快速对部分受损建筑原位进行加固修复,具有重要意义。在突发大规模自然灾害后,灾后人员安置条件紧张,救灾帐篷、板房居住条件差,需占用宝贵的救灾空间,在救灾结束后,又面临拆除、运输等问题,造成资源浪费。
此外,历史风貌街区房屋活化利用,需保留外部立面形制,进行内部结构加固改造。常用的加固方法如外包型钢加固法,这种方法是采用钢板、角钢等钢材将混凝土构件(一般是混凝土柱)包裹起来,使混凝土处于三向受压状态,通过周围的约束形成套箍效应来提高构件的抗压能力。这种方法存在用钢量大的缺点,从而导致加固的费用也相对较高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题,提供既有建筑户内防震加固订制钢框架,解决旧建筑室内空间狭小、不能现场焊接的问题,所有构件均可预先制作,安装便捷,施工时间短,可完成拉、压、弯、剪、扭全方位传力,适用于灾后房屋快速加固抢修或现场不宜采用焊接的旧建筑加固与改造工程。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
既有建筑户内防震加固订制钢框架,包括基础组件、柱脚构件、梁柱节点连接件、中间柱段、中间梁段;所述梁柱节点连接件由一段矩形钢管柱在外壁焊接若干段矩形钢管梁段组成;所述中间柱段的两端分别与柱脚构件的顶部和梁柱节点连接件的柱段底部连接;所述柱脚构件的底部与基础组件连接;所述中间梁段的两端分别与梁柱节点连接件的矩形钢管梁段连接。
所述基础组件采用条形基础或独立基础。
所述柱脚构件包括柱脚底板和柱脚短柱段,所述柱脚底板设于柱脚短柱段的底部,且柱脚底板的尺寸大于柱脚短柱段的截面尺寸。
所述柱脚短柱段采用开孔矩形钢管柱,所述柱脚底板和柱脚短柱段焊接连接。
所述中间柱段与柱脚构件和梁柱节点连接件的柱段分别通过柱内矩形钢衬管采用螺栓连接。
所述中间梁段与梁柱节点连接件的矩形钢管梁段通过梁内矩形钢衬管采用螺栓连接。
本发明还包括矩形钢管次梁,所述矩形钢管次梁上担于中间梁段所形成的主梁跨中。
所述矩形钢管次梁焊有多个耳板,所述耳板间隔600~800mm,所述矩形钢管次梁通过端部耳板和螺栓固定于主梁上。
所述既有建筑户内防震加固订制钢框架的安装应用,包括以下步骤:
1)采用“共墙”侧基础改造法进行旧基础改造:在墙内侧扩大基础截面,扩大基础与墙中线距离大于300mm,新基础底筋需深入原基础下100mm;
2)预埋锚栓:基础顶面预留50mm二次灌浆层,锚栓按规范《GB50205-2001》进行施工及验收,验收无误后,预制柱脚构件安装到位;
3)组装框架。
本发明中,步骤3)的组装框架方法如下:
先将柱内矩形钢衬管套入柱脚构件内,套入深度为柱内矩形钢衬管长度的一半,此柱脚构件与柱内矩形钢衬管的开孔正好一一对应,采用螺栓连接;再套入中间柱段,并螺栓固定,之后将梁柱节点连接件的柱段套入柱内矩形钢衬管,采用螺栓连接;待一侧梁柱节点连接件就位后先固定,套入梁内矩形钢衬管及中间梁段,穿入螺栓固定,再将另一侧梁柱节点连接件就位固定;对于进深大于4500mm的房屋,需设矩形钢管次梁,框架的柱及主梁安装完成后,矩形钢管次梁上担于主梁跨中,矩形钢管次梁通过螺栓及端部耳板固定于主梁及楼板上。
相对于现有技术,本发明技术方案取得的有益效果是:
1、本发明可在受损建筑内部进行修复,安装到位,达到居住条件后,可用于灾后安置,救灾结束后,房主可永久使用,极大地利用受损建筑,降低建筑固废的产生,减少资源浪费,使救灾、重建协调同步进行。
2、本发明采用冷成型方钢管闭口截面抗弯模量大,不存在弱轴,可以做到更小的截面尺寸,从而节省用钢量。此外,采用套管螺栓连接,可实现现场无焊接,可在室内、舱内、野外、无人岛等特殊条件下实现快速搭建。
3、本发明所有的构件均可预先制做,焊接在工厂完成,钢构件的加工大为简化,钢厂可直接生产成品构件,由于构件外形齐整,便于打包、装箱、储存、运输,可以短时间内迅速完成大面积工程施工,可作为平、战储备防灾物资,用于战争防护、大地震防灾、救灾、灾后重建工程。
4、本发明适用于旧建筑活化改造、突发大规模建筑损毁的应急救灾重建工程、残损建筑原位修复工程等。
附图说明
图1为采用独立基础的钢框架结构示意图;
图2为采用条形基础的单层钢框架结构示意图;
图3为采用条形基础的双层钢框架结构示意图;
图4为“共墙”侧基础改造法示意图;
图5为柱脚锚栓安装示意图;
图6为柱脚构件和中间柱段的拼接示意图;
图7为梁柱节点连接件的中间柱段的拼接示意图;
图8为矩形钢管次梁的连接示意图;
图9为本发明的整体效果示意图。
附图标记:基础组件1,柱脚底板2,柱脚锚栓3,柱脚短柱段4,柱内矩形钢衬管5,螺栓6,中间柱段7,梁柱节点连接件8,梁内矩形钢衬管9,中间梁段10。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本发明做进一步详细说明。
本发明基础、柱、梁均由零件现场组装,业主可按房屋内部空间尺寸选用或订制。产品依照所服务的房间的内部净尺寸设计和生产。如拟用于内部(净)开间为3600mm,进深4500mm,层高3000mm的房间,其成套打包的基础、柱、梁、楼板连接件的规格名称即为:“(内净)开间3600-进深4500-层高3000-套管螺栓矩管框架”。
如图1~3所示,本实施例包括基础组件1、柱脚构件、梁柱节点连接件8、中间柱段7、中间梁段10;
所述基础组件1采用条形基础或独立基础,图1中采用独立基础,图2~3中采用条形基础;
所述柱脚构件包括柱脚底板2和柱脚短柱段4,所述柱脚底板2设于柱脚短柱段4的底部,且柱脚底板2的尺寸大于柱脚短柱段4的截面尺寸;所述柱脚短柱段4采用开孔矩形钢管柱,所述柱脚底板2和柱脚短柱段4焊接连接;
所述柱脚构件的底部柱脚底板2与基础组件1通过柱脚锚栓3连接;
所述梁柱节点连接件8由一段矩形钢管柱在外壁焊接若干段矩形钢管梁段组成;
所述中间柱段7的两端分别与柱脚短柱段4和梁柱节点连接件8的柱段底部连接;
所述中间梁段10的两端分别与梁柱节点连接件8的矩形钢管梁段连接。
本实施例中,所述中间柱段7与柱脚短柱段4和梁柱节点连接件8的柱段分别通过柱内矩形钢衬管5采用螺栓6连接,柱脚短柱段4、中间柱段7和梁柱节点连接件8的柱段设有开孔与柱内矩形钢衬管5开孔一一对应。
所述中间梁段10与梁柱节点连接件8的矩形钢管梁段通过梁内矩形钢衬管9采用螺栓6连接;梁柱节点连接件8与中间梁段10设有开孔与梁内矩形钢衬管9开孔一一对应。
所述梁柱节点连接件8的柱段与中间柱段7的截面尺寸相同;梁柱节点连接件8的梁段与中间梁段10的截面尺寸相同。
所述螺栓6采用高强度螺栓,包括螺栓杆和螺母。
如图8所示,本发明还包括矩形钢管次梁,所述矩形钢管次梁上担于中间梁段所形成的主梁跨中。所述矩形钢管次梁焊有多个耳板,所述耳板间隔600~800mm,所述矩形钢管次梁通过端部耳板和螺栓固定于主梁上。
如图4~9所示,所述既有建筑户内防震加固订制钢框架的安装应用,包括以下步骤:
1)采用“共墙”侧基础改造法进行旧基础改造:清除旧有基础侧面及灰缝槽边浮土,先用新混凝土砂浆灌缝加固,确保新浇筑混凝土以及振捣过程中不致扰动旧墙基础,在墙内侧扩大基础截面,扩大基础与墙中线距离大于300mm,新基础底筋宜深入“共墙”基础下100mm,保证嵌入1根纵筋;
2)预埋柱脚锚栓3,保证锚固长度:基础顶面预留50mm二次灌浆层,锚栓按规范《GB50205-2001》进行施工及验收,验收无误后,预制柱脚构件安装到位;
3)组装框架:先将柱内矩形钢衬管5套入柱脚构件内,套入深度为柱内矩形钢衬管5长度的一半,此柱脚构件与柱内矩形钢衬管5的开孔正好一一对应,采用螺栓6连接;再套入中间柱段7,并用螺栓6固定,之后将梁柱节点连接件8的柱段套入柱内矩形钢衬管5,采用螺栓6连接;待一侧梁柱节点连接件8就位后先固定,套入梁内矩形钢衬管9及中间梁段10,穿入螺栓6固定,再将另一侧梁柱节点连接件8就位固定;对于进深大于4500mm的房屋,需设矩形钢管次梁,框架的柱及主梁安装完成后,矩形钢管次梁上担于主梁跨中,矩形钢管次梁通过螺栓及端部耳板固定于主梁及楼板上。
本发明采用套管螺栓连接柱脚、柱、梁等构件,只需既有建筑净空间尺寸,订制加固钢框架,现场组装无需焊接,实现建筑可拆卸可循环。

Claims (10)

1.既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:包括基础组件、柱脚构件、梁柱节点连接件、中间柱段、中间梁段;所述梁柱节点连接件由一段矩形钢管柱在外壁焊接若干段矩形钢管梁段组成;所述中间柱段的两端分别与柱脚构件的顶部和梁柱节点连接件的柱段底部连接;所述柱脚构件的底部与基础组件连接;所述中间梁段的两端分别与梁柱节点连接件的矩形钢管梁段连接。
2.如权利要求1所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述基础组件采用条形基础或独立基础。
3.如权利要求1所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述柱脚构件包括柱脚底板和柱脚短柱段,所述柱脚底板设于柱脚短柱段的底部,且柱脚底板的尺寸大于柱脚短柱段的截面尺寸。
4.如权利要求3所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述柱脚短柱段采用开孔矩形钢管柱,所述柱脚底板和柱脚短柱段焊接连接。
5.如权利要求1所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述中间柱段与柱脚构件和梁柱节点连接件的柱段分别通过柱内矩形钢衬管采用螺栓连接。
6.如权利要求1所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述中间梁段与梁柱节点连接件的矩形钢管梁段通过梁内矩形钢衬管采用螺栓连接。
7.如权利要求1所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:还包括矩形钢管次梁,所述矩形钢管次梁上担于中间梁段所形成的主梁跨中。
8.如权利要求7所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架,其特征在于:所述矩形钢管次梁焊有多个耳板,所述耳板间隔600~800mm,所述矩形钢管次梁通过端部耳板和螺栓固定于主梁上。
9.权利要求1~8任一项所述的既有建筑户内防震加固订制钢框架的安装应用,其特征在于包括以下步骤:
1)旧基础改造:在墙内侧扩大基础截面,扩大基础与墙中线距离大于300mm,新基础底筋需深入原基础下100mm;
2)预埋锚栓:基础顶面预留50mm二次灌浆层,锚栓按规范《GB50205-2001》进行施工及验收,验收无误后,预制柱脚构件安装到位;
3)组装框架。
10.如权利要求9所述的安装应用,其特征在于步骤3)的组装框架方法如下:
先将柱内矩形钢衬管套入柱脚构件内,套入深度为柱内矩形钢衬管长度的一半,此柱脚构件与柱内矩形钢衬管的开孔正好一一对应,采用螺栓连接;再套入中间柱段,并螺栓固定,之后将梁柱节点连接件的柱段套入柱内矩形钢衬管,采用螺栓连接;待一侧梁柱节点连接件就位后先固定,套入梁内矩形钢衬管及中间梁段,穿入螺栓固定,再将另一侧梁柱节点连接件就位固定;对于进深大于4500mm的房屋,需设矩形钢管次梁,框架的柱及主梁安装完成后,矩形钢管次梁上担于主梁跨中,矩形钢管次梁通过螺栓及端部耳板固定于主梁及楼板上。
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