專(zhuān)利名稱(chēng)：既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)，特別涉及于一種具有抗震特性的在原低矮樓房上空增高的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)是目前城市建設(shè)出現(xiàn)的一個(gè)新課題。就我國(guó)的具體情況來(lái)說(shuō)，五十年代到六十年代城市建筑基本上是3-5層樓，七十年代開(kāi)始出現(xiàn)了一些6-9層樓的建筑，八十年代隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，城市新建樓房的規(guī)劃要求，基本上都在 6層以上。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，在建筑物的使用和管理方面還不可能普遍使用電梯的情況下，一般以6-9層為益。我國(guó)人口多耕地少，城市發(fā)展受到限制，根據(jù)城市發(fā)展的具體經(jīng)濟(jì)情況， 多數(shù)情況下城市的發(fā)展都是在自身的基礎(chǔ)上找出路，然而多年來(lái)，城市有限的面積，特別是主要城區(qū)基本上都被低層樓房占滿(mǎn)，一些高層建筑群基本上多分布于城市邊沿，只有少數(shù)位于被迫拆除的原建筑物的區(qū)域。城市要發(fā)展，建筑物普遍低的矛盾是一定要解決的。這樣低層樓房加高的問(wèn)題出現(xiàn)了。而且已經(jīng)有不少地區(qū)進(jìn)行了在原結(jié)構(gòu)上增高。原建筑物的結(jié)構(gòu)承載能力，是根據(jù)原有的荷載設(shè)計(jì)的，如果所加層的重量仍然依靠原結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)的受力分析顯然是不行的。在原結(jié)構(gòu)上加層，造成樓房倒塌，特別是在地震區(qū)，將造成更大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。中國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，地震給人民造成的災(zāi)害是十分巨大的，其災(zāi)害主要表現(xiàn)在建筑物的破壞方面，中國(guó)又是一個(gè)人多地少的大國(guó)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)困難無(wú)法大批拆舊房建新樓來(lái)解決人民的住房困難的局面，因而只有走原建筑物成倍增高的出路，來(lái)解決人民的住房困難。而占全國(guó)90%以上的既有建筑物抗地震破壞能力很差，因此，解決數(shù)千億平方米的既有建筑物的隔震減震與成倍加高，將是本世紀(jì)和下一個(gè)世紀(jì)中國(guó)所需要解決的大事。本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有低矮樓房增高結(jié)構(gòu)中存在的不足之處，根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力平衡理論，提出一種抗震柔性空間建筑與空間房產(chǎn)增高結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是它主要由原低矮樓房、增高結(jié)構(gòu)、隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成，其特征在于1)在增高結(jié)構(gòu)的上部建筑與其基礎(chǔ)之間、增高結(jié)構(gòu)的各個(gè)剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍設(shè)置隔震減震裝置；2)在增高結(jié)構(gòu)與原低矮樓房之間設(shè)置聯(lián)結(jié)裝置；3)在增高結(jié)構(gòu)跨越原低矮樓房上方或在每層層高處設(shè)有承重大梁；4)在增高結(jié)構(gòu)跨越30米以上原低矮建筑時(shí)，增高結(jié)構(gòu)的承重大梁應(yīng)分為兩端是雙曲拱承重梁和分離并連接的鋼結(jié)構(gòu)(或鋼筋混凝土)承重梁之組合承重大梁。設(shè)置在上部建筑與其基礎(chǔ)之間的隔震減震裝置為可滑動(dòng)的彈性疊合墊層或復(fù)合材料的夾層墊板，所述墊層板可連續(xù)或間隔放置。所述隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合層，或高強(qiáng)度聚四氟乙烯滑動(dòng)復(fù)合支座板。設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)各個(gè)剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動(dòng)的彈性疊合層，或復(fù)合材料制成的墊板，所述墊層板可連續(xù)放置或間隔放置。設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)各個(gè)剛性區(qū)段豎直方向之間的隔震減震裝置為用彈性材料或彈簧制成的彈性恢復(fù)機(jī)構(gòu)。設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為用磚、石或混凝土砌成的隔震減震溝，并在兩溝壁之間填充有彈性消能材料或可壓縮的廢料。設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)與低矮樓房之間的聯(lián)結(jié)裝置為可豎直滑動(dòng)的鉸接機(jī)構(gòu)。所述承重大梁為雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支承重大梁，所述在增高結(jié)構(gòu)跨越30米以上原低矮建筑時(shí)，增高結(jié)構(gòu)的承重大梁應(yīng)分為兩端是雙曲拱承重梁和分離并連接的鋼結(jié)構(gòu)(或鋼筋混凝土)承重梁之組合承重大梁。本既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)，不僅在結(jié)構(gòu)上大大提高建筑物抵抗地震災(zāi)害的能力， 大大延長(zhǎng)了原有建筑物使用壽命，而且還降低20%左右的工程投資。加高建筑比拆除原有建筑物重新修建要節(jié)省投資30% -60%左右。


為進(jìn)一步說(shuō)明本既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)造，將參照附圖和實(shí)施例進(jìn)行具體描述。其附圖原有圖1-3分別為設(shè)有隔震減震裝置的原低矮樓房增高的抗震結(jié)構(gòu)圖；圖5-8分別為圖1-3中所示抗震結(jié)構(gòu)中大跨度承重大梁示意圖。在圖1-8中1增高抗震結(jié)構(gòu)；2隔震減震墊層；3隔震減震溝；4彈性消能填料；5 隔震減震彈性恢復(fù)機(jī)構(gòu)；6豎直滑動(dòng)減震機(jī)構(gòu)；7樁基；8原低矮樓房；9承重大梁；10抗震結(jié)構(gòu)立柱；11橫梁；12雙曲拱式承重大梁；13懸拉雙曲拱式承重大梁；14懸拉斜支托式承重大梁；15拉力桿件；16兩端承重雙曲拱大梁；17中間鋼結(jié)構(gòu)(或鋼筋混凝土)承重大梁； 18基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ))；A、B、C分別為增高結(jié)構(gòu)的各個(gè)剛性區(qū)段。本既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)基于以下兩個(gè)方面第一方面本結(jié)構(gòu)提出的隔震減震設(shè)計(jì)是指將原有建筑物由原現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范所確立的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，改變?yōu)榉蛛x式結(jié)構(gòu)體系，即(1)將建筑物首先在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分開(kāi)來(lái)，在高層建筑的上部結(jié)構(gòu)中也分離成多個(gè)重疊的剛性區(qū)段。在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分離處，以及高層建筑上部結(jié)構(gòu)的分離處，安裝隔震減震材料或裝置，其材料可以選用橡膠墊、橡塑墊或復(fù)合材料等其它材料。(2)在(1)的基礎(chǔ)上，在建筑物四周一定距離內(nèi)地面以下基礎(chǔ)地面以上，或基礎(chǔ)設(shè)有隔震減震裝置(材料)的位置以上，設(shè)立完全隔斷地震波沖擊建筑物的隔震減震坑 (溝)。隔震減震坑可以設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)，也可以用其它彈性材料或其它復(fù)合材料。在隔震減震坑中設(shè)置彈性消能裝置，其彈性消能裝置可以是密封式彈簧或其它彈性材料等。在高層建筑上部結(jié)構(gòu)的隔震減震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)安裝彈性減震恢復(fù)裝置，其彈性減震裝置可以用彈簧、彈簧片或其它彈性材料制成。第二方面在第一方面確立的基礎(chǔ)上，才能解決現(xiàn)有使用中新舊建筑物的成倍增高。如原有建筑是2-10層或10-20層，在保證原有建筑物不需拆除，并繼續(xù)使用的情況下加高到8-40 層。如果對(duì)原有建筑不采取隔震減震的設(shè)計(jì)，而盲目加高的話(huà)，并將留下地震爆發(fā)時(shí)，原建筑物與增高新結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)由于震動(dòng)不一樣而相互發(fā)生沖撞的嚴(yán)重隱患，因此后患無(wú)窮，后果嚴(yán)重。本發(fā)明提出的在采用了隔震減震安全設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用橋梁結(jié)構(gòu)與減震結(jié)構(gòu)之組合特殊結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)將原建筑成倍增高。其方法是在原建筑物四周設(shè)立與原建筑物分離的承重立柱，承重立柱下設(shè)計(jì)承重基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)可以是樁基或條形基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)中設(shè)隔震減震材料或裝置。其隔震減震裝置可以是橡膠墊、橡塑墊或其它復(fù)合材料多層重疊制成，在用多層復(fù)合材料或鋼板重疊組成的隔震減震裝置中的隔層之間采用滑石粉或潤(rùn)滑劑等減少摩擦力的材料，其作用在于更好的滑動(dòng)減震。在原建筑物四周設(shè)立的立柱沿原建筑物上去，并超過(guò)原有建筑高度以上，至所需增高的高度為止。承重立柱與原建筑物每層的層高處設(shè)置可以豎直滑動(dòng)的滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置，滑動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置將加高承重立柱與原建筑物連接起來(lái)， 其作用在于地震爆發(fā)時(shí)，增高結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)與原建筑物互相加大穩(wěn)定和震動(dòng)同步的效果，保證增高整體結(jié)構(gòu)的安全。在增高承重立柱超過(guò)原建筑物的上空部位，按所需要的增高樓層的每層層高處設(shè)置承重大梁，并與增高承立柱整體連接起來(lái)，形成如圖4所示的原有建筑與新增高建筑為一體的新建筑物。增高承重立柱上的承重大梁將所增加的荷載傳遞給承重立柱至基礎(chǔ)，不壓在原建筑物上，保證原建筑物的安全使用。加高承重立柱上的承重大梁可以是直線(xiàn)形、變截面形的承重大梁，在遇上原有建筑物跨度較大，而迫使增高承重大梁的跨度更大，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法解決，用鋼結(jié)構(gòu)投資又十分巨大的情況下，采用橋梁結(jié)構(gòu)與減震結(jié)構(gòu)相結(jié)合的新型特殊結(jié)構(gòu)解決大跨度承重大梁的設(shè)計(jì)，其承重大梁的形式可以是雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支托式，如圖5-7所示其承重大梁在需要跨越30米以上原建筑時(shí)的形式是兩端為雙曲拱承重梁，與中間是鋼結(jié)構(gòu)梁(或鋼筋混凝土梁)的組合承重大梁，如圖8所示。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例如圖1-3所示的抗震增高結(jié)構(gòu)，它由低矮樓房8和增高結(jié)構(gòu)1構(gòu)成，抗震剛?cè)嵝钥臻g建筑與空間房產(chǎn)增高結(jié)構(gòu)1分為A、B、C三個(gè)剛性區(qū)段，在剛性區(qū)段A與B、B與C及C與基礎(chǔ)18之間分別設(shè)有隔震減震裝置2，跨越低矮樓房8的增高結(jié)構(gòu)1的剛性區(qū)段C為承重大梁9、立柱10和立柱10間的橫梁11構(gòu)成的框架，在立柱10及基礎(chǔ)16外側(cè)設(shè)置有隔震減震坑3，在鋼筋混凝土坑壁之間填有易壓縮建筑材料或廢料4。所述隔震減震裝置2采用間隔放置的橡膠疊合墊層，疊合面間放置潤(rùn)滑材料。承重大梁9采用圖6所示的帶有拉力桿件15的懸拉雙曲拱式承重大梁13。承重大梁采用圖8所示的兩端為雙曲拱梁16，中間為鋼結(jié)構(gòu)(或鋼筋混凝土)梁17，并緊密連接的組合承重大梁和樁基礎(chǔ)18。
權(quán)利要求
1.一種既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)，它主要由原低矮樓房、增高結(jié)構(gòu)、隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成，其特征在于1)在增高結(jié)構(gòu)的上部建筑與其基礎(chǔ)之間，在增高結(jié)構(gòu)的各個(gè)剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍設(shè)置隔震減震裝置；2)在增高結(jié)構(gòu)與原低矮樓房之間設(shè)置聯(lián)結(jié)裝置；3)在增高結(jié)構(gòu)跨越原低矮樓房上方或在每層層高處設(shè)有承重大梁。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置在上部建筑與其基礎(chǔ)之間的隔震減震裝置為可滑動(dòng)的彈性疊合墊層或復(fù)合材料的夾層墊板，所述墊層可連續(xù)或間隔放置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合層， 或高強(qiáng)度聚四氟乙烯滑動(dòng)復(fù)合支座板。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)各個(gè)剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動(dòng)的彈性疊合層，或復(fù)合材料制成的墊板，所述墊層板可連續(xù)放置或間隔放置。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)各個(gè)剛性區(qū)段豎直方向之間的隔震減震裝置為用彈性材料或彈簧制成的彈性恢復(fù)機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。
7.如權(quán)利要求1或6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為用磚、石或混凝土砌筑成的隔震減震溝，并在兩溝壁之間填充有彈性消能材料或可壓縮的廢料。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于增高結(jié)構(gòu)與低矮樓房之間的聯(lián)結(jié)裝置為可豎直滑動(dòng)的鉸接機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述承重大梁為雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支承重大梁。
10.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述承重大梁兩端為雙曲拱、中間為分離并連接的鋼結(jié)構(gòu)(或鋼筋混凝土)承重大梁。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種建筑節(jié)能減排既有建筑抗震增高結(jié)構(gòu)，它主要由原低矮樓房、增高結(jié)構(gòu)、隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成，在增高結(jié)構(gòu)的上部建筑與其基礎(chǔ)之間或上部建筑的各個(gè)剛性區(qū)段之間的水平方向或豎直方向上設(shè)置有隔震減震裝置，在增高結(jié)構(gòu)和原低矮樓房之間設(shè)置有聯(lián)結(jié)裝置，并在增高結(jié)構(gòu)跨越低矮樓房上方設(shè)有承重大梁。本抗震空間建筑與空間房產(chǎn)增高結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，不僅提高了原低矮建筑物的抗震能力，而且保護(hù)原低矮樓房繼續(xù)使用情況下，成倍增高，比大拆重建可節(jié)省投資30％-60％。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102296833SQ20111013641
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者陸建衡 申請(qǐng)人:陸建衡