CN201133090Y - 一种房屋增层时使用的框架柱抗震结构 - Google Patents

一种房屋增层时使用的框架柱抗震结构 Download PDF

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一种房屋增层时使用的框架柱抗震结构,房屋增层时原框架柱往往轴压比按现行规范复核验算不能满足,一般需对其扩大截面加固,而下层又不能进入施工,采用原框架柱卸载,减少轴力,就能使原框架柱满足现行规范的抗震要求;这种卸载装置附图(2)就是在原框架柱顶(1)与上层新做的框架梁之间设立吊杆(5),将下层的轴力转移到上层框架梁上去,吊杆采用预应力钢绞线施工技术。

Description

一种房屋增层时使用的框架柱抗震结构
[0001] 所属技术领域
[0002] 本实用新型涉及一种框架结构房屋建筑增层时,因中低标号混凝土按现行规范比老规范对混凝土轴心抗压强度取值减小而使得柱轴压比超限所采取的框架柱抗震结构,土木工程领域。
[0003] 背景技术
[0004] 我国TJ10-74《钢筋混凝土结构设计规范》的混凝土标号采用的是100、150、200、250、300、400、500、600号,在这本规范下所建造的多层框架建筑的混凝土标号一般采用150、200、250号。GBJ10-89《混凝土结构设计规范》的混凝土标号采用的是C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60在这本规范下所建造的多层(7层以下)框架建筑的混凝土标号一般采用C20、C25、C30。当时为了提高结构的可靠度,GBJ10-89规范还立出了新旧混凝土标号的换算关系,即过渡标号C8~C58.详见表1。
[0005] 表1:74规范与89规范混凝土强度换算表
[0006]
[0007] GB50010-2002《混凝土结构设计规范》的混凝土标号为C15~C80,其中C30以下为低标号,C30~C50为中标号,C50~C80为高标号。在这本规范下所建的多层建筑一般取用C30、C35,一般小高层(18层以下)取用C40、C45、C50,高层则取用C50以上。
[0008] GB50010-2002《规范条文说明》4.1.3~4.1.4“我国建筑工程实际应用的混凝土平均强度等级低于发达国家。我国结构安全度总体上比国际水平低,但材料用量并不少,其原因在于国际上较高的安全度是靠较高强度的材料实现的…”随着技术的进步和生产条件的改善,我国房屋建筑采用的混凝土等级也在不断提高,为了提高结构的安全度,现行规范中的材料强度设计值取值还减小使用。以中低标号混凝土轴心抗压强度为例,89规范与02规范对比表详见表2。
[0009] 表2:混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2)
[0010]
[0011] 如此一来,按照前一个规范建造的房屋,用后一个现行规范去复核,一般都难以满足。而房屋经改造设计时,一般均要按现行规范标准的要求去做。框架结构房屋增层时,一般采用直接增层或外套框架增层,原框架柱轴压比N/(fcA)会因混凝土轴心抗压设计强度的取值减小,即使采用外套框架增层,即新结构荷载不作用在原有结构上,下部原有框架柱的抗震指标——轴压比也可能难以满足现行规范的要求。轴压比不够,即柱截面面积不够,一般仅能采取扩大截面方法加固,稍有欠缺者也需通过外包钢的方法处理,一旦对柱加固,必然有下列困难:
[0012] (1).现有房屋建筑的所有权一般为个人所有,或一幢建筑为多人共有的共同产权,涉及其结构条件的改变,用户的思想很难统一,投资方一般很难做通此项工作。
[0013] (2).现有房屋内部一般均有装修,其装修未满使用周期,拆除恢复不利于资源节约,其费用也较为可观。
[0014] (3).现有房屋内部对结构加固补强,施工周期长,必然要腾空施工,人们的日常生活就要打乱,数目较大的过渡房屋难以寻觅,即使能够找到房屋过渡,其过渡费用也是很大的。
[0015] (4).现有房屋内部加固施工,必然影响原有管线,其恢复费用也不在少数。
[0016] (5).现有房屋一旦改造加固,其结构整体必须满足现行规范要求,检测、鉴定及加固费用也是一笔必须开支的款项。
[0017] 为了克服上述矛盾的出现,本实新型对外套框架增层时所遇原房屋内部柱轴压比超限提供了一种对框架柱的卸载装置,对这些柱不直接加固,避免进入房屋内部施工,使原框架满足现行规范的抗震要求。
[0018] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是
[0019] 在房屋增层时对轴压比超限的框架柱顶,设立向上的吊杆,将超限的轴力值上传至外套框架的上层框架梁上,将原有框架柱顶部分卸载,通过吊杆,实现重力荷载转移,从而降低原有柱的轴压比,满足现行规范的要求。
[0020] 这种吊杆共分三大部分组成,其一为下部与原框架柱顶连结处的连结锚固端;其二为吊杆本身,采用无粘结PE钢绞线;其三为上部穿越上层框架梁后的锚固张拉端。具体详见附图2吊杆连接示意图。
[0021] 图中:(1)为原柱顶,(2)为化学锚栓,(3)为连接节点,(4)为锚具,(5)为钢绞线,(6)为外套框架上层梁,(7)为锚固板,(8)为锚具,(9)为加劲肋。
[0022] 附图3为吊杆的混凝土保护壳体。
[0023] 图中:(5)为钢绞线吊杆,(9)为纵筋(4Φ16),(10)为箍筋(Φ8@200),(11)为混凝土(250×250)。
[0024] 在原有框架柱顶设立吊杆连接点,吊杆穿越上部外套框架楼面梁,向上施加拉力,此力值为轴压比中超限部分的轴力值,上部楼面梁所受吊杆拉力,再传递至新加边框柱,沿边框柱下传至新加基础。
[0025] 本实用新型的有益效果是
[0026] 在房屋增层时,采用这种抗震结构就能使外套框架得以顺利实施,从而:
[0027] (1).外套框架施工仅在原有房屋外围施工,房屋产权人思想工作易做通。
[0028] (2).不进入房屋内部施工,房屋使用者不用搬迁过渡,省去过渡费用。
[0029] (3).在外围施工期间,房屋使用者工作生活照常。
[0030] (4).房屋内部结构装修、水电管线均不损坏,节省这些工程量的拆除和恢复费用。
[0031] (5).对比对原柱直接加固的费用,这种抗震结构明显节省工程造价。
[0032] (6).原框架柱轴压比满足现行规范要求,房屋的抗震水平得到提高。
[0033] 下面结合附图1和实施例对本实用新型进一步说明
[0034] 附图1为本实用新型的结构受力示意图。
[0035] 图中:(1)原有框架柱顶;(5)吊杆;(6)上部外套框架楼面梁。
[0036] 某工程原为五层框架,拟增两层,按89规范,建于2000年9月,混凝土强度等级C20,柱截面400×400,抗震等级三级,轴压比限值0.9。
[0037] 按02规范验算,轴力超限值ΔN为:
[0038] ΔN=(10-9.6)×400×400=64KN
[0039] 选用1ΦS15.24无粘结PE1860级钢绞线作吊杆,σcon=0.4fptk,σl=80N/mm2,则吊杆拉力为:
[0040] ΔNt=σpe·AP=(σcon-σl)·AP=(0.4×1860-80)×140=92.96KN>ΔN=64KN,满足。
[0041] 具体实施方式
[0042] (一)设计部分
[0043] (1).对原有框架按现行《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》及《建筑抗震设计规范》进行验算,计算出已有结构的轴压比指标,如超限,则将其超限轴力ΔN单独算出。
[0044] (2).将超限轴力作为拉力进行预应力吊杆的设计,预应力筋面积按计算。
[0045] (3).将超限轴力值以集中荷载形式加到上层框架梁上进行外套框架的设计。
[0046] (二)施工部分
[0047] 施工时按下列工序进行:
[0048] (1).在原有框架柱头弹线放样、钻孔、植入化学锚栓(2);
[0049] (2).钢绞线下部在连接节点内采用挤压锚具锚固;
[0050] (3).安装下部连接节点(3)并用螺母旋紧;
[0051] (4).上层框架梁浇筑混凝土前将上部锚固钢板(7)安装到位;
[0052] (5).待上层框架能够承受外荷载时,对钢绞线进行张拉,锚固并封闭锚固端。
[0053] (6).下部连结节点的空腔内用1∶2水泥砂浆填实;
[0054] (7).吊杆预应力张拉结束,再做吊杆的保护壳体,即在原框架柱顶植筋,绑扎钢筋笼,立模,浇筑混凝土。

Claims (1)

1. 一种房屋增层时使用的框架柱抗震结构,本结构装置其特征是在原屋面的框架柱顶(1)安装连结节点(3),通过吊杆(5),将部分轴力荷载转移到上层新做的框架梁(6)上去。
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