專利名稱：既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種既有結(jié)構(gòu)加固改造方法，特別是一種既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于抗震加固技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前既有建筑逃生方法非常多，這些方法大多以“逃”為主，這些方法對火災(zāi)或許能起一些作用，但對地震來說，由于地震來臨的不確定性，可能起到的作用并不是很大。我國老舊住宅以砌體磚混結(jié)構(gòu)居多，由于砌體結(jié)構(gòu)建造成本較低，我國于上世紀90年代中期以前建造了大量的砌體結(jié)構(gòu)，由于砌體結(jié)構(gòu)材料的脆性性質(zhì)，其抗剪、抗拉和抗彎強度比較低，導(dǎo)致砌體房屋的抗震能力較差。在國內(nèi)外歷次強烈地震中，砌體結(jié)構(gòu)破壞是相當嚴重的，可以說是毀滅性的整體垮塌。由于地震的不確定性主要表現(xiàn)在地震波的大小和方向不確定、地震時間不確定、反應(yīng)速度不確定等因素，使人“逃”的時間幾乎沒有。因此，對于現(xiàn)有的未經(jīng)抗震處理的砌體結(jié)構(gòu)采取實質(zhì)、有效的抗震難倉措施是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提出了一種既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)及其施工方法，其結(jié)合目前老舊住宅外套加固改造工程，將老舊住宅砌體結(jié)構(gòu)新增加的外套部分設(shè)置為安全的剛體空間，整棟樓上下貫通，形成安全的外套避難倉。本發(fā)明的技術(shù)方案如下既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，包括數(shù)個避難倉單元，數(shù)個避難倉單元并排連接分別設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)南、北向，從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；每個避難倉單元為由8根型鋼梁和4根型鋼柱構(gòu)成的六面體空間結(jié)構(gòu)，所述避難倉單元六個面內(nèi)均采用鋼斜撐對拉，避難倉單元上、下表面分別安裝有鋼板；所述型鋼梁包括新加縱向鋼梁、新加橫向鋼梁，所述型鋼柱包括新加外型鋼柱、新加內(nèi)型鋼柱；所述新加內(nèi)型鋼柱貼緊在既有砌體結(jié)構(gòu)外墻外，并通過螺栓將外墻、外墻間的內(nèi)橫墻以及新加內(nèi)型鋼柱連接在一起，而遠離既有砌體結(jié)構(gòu)外墻一側(cè)的型鋼柱為新加外型鋼柱；其中，與外墻平行的型鋼梁為新加縱向鋼梁，而與外墻垂直的型鋼梁為新加橫向鋼梁，新加縱向鋼梁、新加橫向鋼梁、新加外型鋼柱、新加內(nèi)型鋼柱相互連接，共同構(gòu)成一六面體空間結(jié)構(gòu)；南、北向兩個外套避難倉通過鋼拉桿對拉連接。所述鋼拉桿設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)屋頂下方。所述螺栓長度不小于1000mm，螺栓縱向間距為1000mm。所述避難倉單元在有門洞的一面采用門洞雙斜桿鋼斜撐拉接，在有外窗的一面采用窗洞雙斜桿鋼斜撐拉接，其余四面采用無洞口十字交叉鋼斜撐拉接。所述鋼板的厚度為20mm。所述型鋼柱為工字鋼。所述工字鋼腹板與翼緣之間焊接有肋板，工字鋼外面包裹有混凝土。
上述既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉的施工方法具體步驟如下步驟1:根據(jù)設(shè)計圖紙，在既有砌體結(jié)構(gòu)南、北兩側(cè)安裝型鋼柱的位置預(yù)先做好鋼柱基礎(chǔ)；步驟2 :裝配型鋼柱、型鋼梁以及鋼斜撐，構(gòu)成避難倉單元，并預(yù)留門、窗洞口，數(shù)個避難倉單元并排設(shè)置從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；步驟3 :將新加內(nèi)型鋼柱與原砌體結(jié)構(gòu)外墻及對應(yīng)的內(nèi)橫墻通過螺栓連接，植入原砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)橫墻的螺栓與新加內(nèi)型鋼柱通過螺母連接；步驟4 :將鋼板設(shè)置于避難倉單元的上、下表面；步驟5 :通過屋頂下部的鋼拉桿將南、北向的兩處外套避難倉對拉，鋼拉桿的間距不小于500mm ；步驟6 :采用肋板將型鋼柱工字鋼的腹板和翼緣進行加強，然后澆注混凝土包裹工字鋼。有益效果采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，當?shù)卣饋砼R時，既有砌體結(jié)構(gòu)和新增外套避難倉共同抵抗地震波的侵襲，即使原砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的裂縫，甚至局部破損、脫落，剛性外套避難倉由于鋼結(jié)構(gòu)的延性好，局部可能發(fā)生變形，但外套避難倉完整性不會被破壞，保證外套避難倉內(nèi)有較大的活動空間，使“躲”在外套避難倉內(nèi)的人們不致于被砌體碎塊壓死，延緩人們的救援時間。由于外套避難倉屬于組合結(jié)構(gòu)，組合結(jié)構(gòu)具有節(jié)約鋼材、提高混凝土利用系數(shù)、抗震性能好等優(yōu)點，同時可以避免強震時造成巨大的人員傷亡和避免財產(chǎn)損失，該技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1為本發(fā)明在砌體結(jié)構(gòu)外增設(shè)的外套避難倉平面示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖(砌體結(jié)構(gòu)增設(shè)外套避難倉立面圖)；圖3為圖1的B-B局部剖視圖(型鋼柱與砌體結(jié)構(gòu)通過鋼筋連接示意圖)；圖4為C向視圖(有門洞十字交叉鋼斜撐連接圖)；圖5為D向視圖(無洞口十字交叉鋼斜撐連接圖)；圖6為E向視圖(窗洞雙斜桿鋼斜撐連接圖)；圖7為外包混凝土的型鋼柱連接圖；圖8為外套避難倉上、下表面焊接20mm厚鋼板外形圖。圖中，1:新加縱向鋼梁；2 :新加橫向鋼梁；3 :新加外型鋼柱；4 :新加內(nèi)型鋼柱；5 外墻；6 :鋼拉桿；7 :屋頂；8 :鋼斜撐；9 :預(yù)留門洞；10、螺栓；11 :螺母；12 :預(yù)留外窗；13 肋板；14 :工字鋼；15 :鋼板；16 :內(nèi)橫墻。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
如圖1-8所示，本發(fā)明為一種既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，包括數(shù)個避難倉單元，數(shù)個避難倉單元并排連接分別設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)南、北向，從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉，每個避難倉單元為由8根型鋼梁和4根型鋼柱構(gòu)成的六面體空間結(jié)構(gòu)，避難倉單元六個面內(nèi)均采用鋼斜撐8對拉，避難倉單元上、下表面分別安裝有20mm厚鋼板15 ;型鋼梁包括新加縱向鋼梁1、新加橫向鋼梁2，型鋼柱包括新加外型鋼柱3、新加內(nèi)型鋼柱4 ;新加內(nèi)型鋼柱4貼緊在既有砌體結(jié)構(gòu)外墻5外，并通過螺栓10將外墻5、外墻5間的內(nèi)橫墻16以及新加內(nèi)型鋼柱4連接在一起，螺栓10長度不小于1000mm，螺栓10縱向間距為1000mm，而遠離既有砌體結(jié)構(gòu)外墻5 —側(cè)的型鋼柱為新加外型鋼柱3 ;其中，與外墻5平行的型鋼梁為新加縱向鋼梁1，而與外墻5垂直的型鋼梁為新加橫向鋼梁2，新加縱向鋼梁1、新加橫向鋼梁2、新加外型鋼柱3、新加內(nèi)型鋼柱4相互連接，共同構(gòu)成一六面體空間結(jié)構(gòu)；南、北向兩個外套避難倉通過屋頂7下方的鋼拉桿6對拉連接。其中，避難倉單元在有門洞的一面采用門洞雙斜桿鋼斜撐8拉接(如圖4所示)，在有外窗的一面采用窗洞雙斜桿鋼斜撐8拉接(如圖6所示)，其余四面采用無洞口十字交叉鋼斜撐8拉接(如圖5所示)。型鋼柱采用工字鋼14，工字鋼14腹板與翼緣之間焊接有肋板13，工字鋼14外面包裹有混凝土。本發(fā)明在結(jié)合目前老舊住宅外套加固改造工程進行設(shè)計時，除了在原砌體結(jié)構(gòu)進行抗震加固設(shè)計外，還要考慮將老舊住宅砌體結(jié)構(gòu)新增加的外套部分設(shè)計為安全的剛體空間。該空間由上、下共8個型鋼梁、4個型鋼柱構(gòu)成，該空間的6個面全部采用鋼斜撐8對拉，形成堅固的外套剛體——避難倉。當?shù)卣饋砼R時，外套避難倉和原砌體結(jié)構(gòu)共同抵抗地震波的侵襲，即使原砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的裂縫，甚至局部破損、脫落，外套避難倉由于鋼結(jié)構(gòu)的延性好，局部可能發(fā)生變形，但外套避難倉完整性不會被破壞，保證外套避難倉會有較大的活動空間，使“躲”在外套避難倉內(nèi)的人們不致于被砌體砌塊壓死，延緩人們的救援時間。該避難倉結(jié)構(gòu)的具體施工方法為步驟1:根據(jù)設(shè)計圖紙，在既有砌體結(jié)構(gòu)南、北兩側(cè)安裝型鋼柱的位置預(yù)先做好鋼柱基礎(chǔ)；步驟2 :裝配型鋼柱、型鋼梁以及鋼斜撐8，構(gòu)成避難倉單元，并預(yù)留門、窗洞口(如圖4、6所示)，數(shù)個避難倉單元并排設(shè)置從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；步驟3 :將新加內(nèi)型鋼柱4與原砌體結(jié)構(gòu)外墻5及對應(yīng)的內(nèi)橫墻16通過螺栓10連接，植入原砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)橫墻的螺栓10與新加內(nèi)型鋼柱4通過螺母11連接(如圖3所示)；步驟4 :將鋼板15設(shè)置于避難倉單元的上、下表面在連接好鋼斜撐8的外套避難倉的上、下表面，分別將20mm厚的鋼板15與上、下表面的四個型鋼梁及鋼斜撐8進行連接。20mm厚鋼板15的尺寸大小同上、下表面四個鋼梁所圍成的尺寸。20mm厚鋼板15的外形如圖8所示，這樣就構(gòu)成一個外套避難倉整體，當?shù)卣饋砼R時，砌體結(jié)構(gòu)與外套避難倉共同抵抗地震波的侵襲；步驟5 :通過屋頂7下部的鋼拉桿6將南、北向的兩處外套避難倉對拉，鋼拉桿6的間距不小于500mm ；步驟6 :采用肋板13將型鋼柱工字鋼14的腹板和翼緣進行加強，然后澆注混凝土包裹工字鋼14。以上是本發(fā)明的一典型實施方式，本發(fā)明的具體實施不限于此。
權(quán)利要求
1.既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于包括數(shù)個避難倉單元，數(shù)個避難倉單元并排連接分別設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)南、北向，從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；每個避難倉單元為由8根型鋼梁和4根型鋼柱構(gòu)成的六面體空間結(jié)構(gòu)，所述避難倉單元六個面內(nèi)均采用鋼斜撐(8)對拉，避難倉單元上、下表面分別安裝有鋼板(15);所述型鋼梁包括新加縱向鋼梁(I)、新加橫向鋼梁(2)，所述型鋼柱包括新加外型鋼柱(3)、新加內(nèi)型鋼柱(4);所述新加內(nèi)型鋼柱(4)貼緊在既有砌體結(jié)構(gòu)外墻(5)外，并通過螺栓(10)將外墻(5)、外墻(5)間的內(nèi)橫墻(16)以及新加內(nèi)型鋼柱(4)連接在一起，而遠離既有砌體結(jié)構(gòu)外墻(5) — 側(cè)的型鋼柱為新加外型鋼柱(3);其中，與外墻(5)平行的型鋼梁為新加縱向鋼梁(1)，而與外墻(5)垂直的型鋼梁為新加橫向鋼梁(2)，新加縱向鋼梁(I)、新加橫向鋼梁(2)、新加外型鋼柱(3)、新加內(nèi)型鋼柱(4)相互連接，共同構(gòu)成一六面體空間結(jié)構(gòu)；南、北向兩個外套避難倉通過鋼拉桿(6)對拉連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼拉桿(6) 設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)屋頂(7)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述螺栓(10) 長度不小于1000mm，螺栓(10)縱向間距為1000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述避難倉單元在有門洞的一面采用門洞雙斜桿鋼斜撐(8)拉接，在有外窗的一面采用窗洞雙斜桿鋼斜撐(8)拉接，其余四面采用無洞口十字交叉鋼斜撐(8)拉接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼板(15) 的厚度為20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述型鋼柱為工字鋼(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述工字鋼(14)腹板與翼緣之間焊接有肋板(13)，工字鋼(14)外面包裹有混凝土。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于具體步驟如下步驟1:根據(jù)設(shè)計圖紙，在既有砌體結(jié)構(gòu)南、北兩側(cè)安裝型鋼柱的位置預(yù)先做好鋼柱基礎(chǔ)；步驟2 :裝配型鋼柱、型鋼梁以及鋼斜撐(8)，構(gòu)成避難倉單元，并預(yù)留門、窗洞口，數(shù)個避難倉單元并排設(shè)置從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；步驟3 :將新加內(nèi)型鋼柱(4)與原砌體結(jié)構(gòu)外墻(5)及對應(yīng)的內(nèi)橫墻(16)通過螺栓 (10)連接，植入原砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)橫墻的螺栓(10)與新加內(nèi)型鋼柱(4)通過螺母(11)連接；步驟4 :將鋼板(15)設(shè)置于避難倉單元的上、下表面；步驟5 :通過屋頂(7)下部的鋼拉桿(6)將南、北向的兩處外套避難倉對拉，鋼拉桿(6) 的間距不小于500mm ；步驟6 :采用肋板(13)將型鋼柱工字鋼(14)的腹板和翼緣進行加強，然后澆注混凝土包裹工字鋼(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種既有砌體結(jié)構(gòu)外套避難倉結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于抗震加固技術(shù)領(lǐng)域，包括數(shù)個避難倉單元，數(shù)個避難倉單元并排連接分別設(shè)置于既有砌體結(jié)構(gòu)南、北向，從而構(gòu)成南、北向兩個外套避難倉；每個避難倉單元為由8根型鋼梁和4根型鋼柱構(gòu)成的六面體空間結(jié)構(gòu)，其六個面內(nèi)均采用鋼斜撐對拉，上、下表面安裝有鋼板；型鋼柱、外墻和內(nèi)橫墻通過螺栓連接；南、北向兩個外套避難倉通過屋頂下方的鋼拉桿對拉。當?shù)卣饋砼R時，既有砌體結(jié)構(gòu)和新增外套避難倉共同抵抗地震波的侵襲，保證外套避難倉內(nèi)有較大的活動空間，使“躲”在外套避難倉內(nèi)的人們不致于被砌體碎塊壓死，延緩人們的救援時間。
文檔編號E04G23/04GK103046789SQ20131001186
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者董有, 鞠樹森, 謝建明 申請人:北京筑福建設(shè)工程有限責任公司