專利名稱：對原有建筑結(jié)構(gòu)卸壓或減載并對其變形后加應(yīng)力或復(fù)原的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對原有建筑結(jié)構(gòu)卸壓或減載并對其變形后加應(yīng)力或復(fù)原的方法。
在慣用的結(jié)構(gòu)技術(shù)中人們知道多種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，例如在橋梁工程中廣泛采用的預(yù)應(yīng)力混凝土，在這種結(jié)構(gòu)的混凝土構(gòu)件內(nèi)部采用了鋼纜，這些鋼纜在構(gòu)件制造過程中被張拉和錨固住，從而在混凝土構(gòu)件內(nèi)部形成一個內(nèi)應(yīng)力系統(tǒng)。
另一種公知的得到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的方法在墨西哥城公共工程秘書處1963年出版的報告“橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)種類”(“EstructurasParaPuentes”)中作了描述，按此報告公開了對下部凸緣為倒V形的鋼梁所采用的方法，在其內(nèi)部設(shè)置了錨固在鋼梁一端的預(yù)應(yīng)力鋼纜，以便向鋼纜施加預(yù)應(yīng)力并以合適的方式錨固在鋼梁的另一端，從而在鋼梁內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和彈性變形。在制成倒V形的凸緣的空隙內(nèi)加壓充填水泥砂漿。
在這兩種所描述的情況中，要求為接納預(yù)應(yīng)力鋼纜做準(zhǔn)備，這必須在該結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)時已加以考慮。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在原有建筑結(jié)構(gòu)中允許采用的方法來修理因地震而受到損壞的原有房屋結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明，對本文開始部分所述的那種方法中采用下述步驟首先對原有建筑結(jié)構(gòu)增設(shè)一個外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng);其次向此外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施加一個預(yù)荷載，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形;第三至少將外加支撐的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中加荷載而產(chǎn)生彈性變形的部分與原有建筑物結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)備再后加應(yīng)力、復(fù)形或者要卸壓和/或減截的那一部分以不閉合的方式相連接;最后撤去加在外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的預(yù)荷載。
本發(fā)明更有利的改進(jìn)方案是采用框架、梁、拱或者與原有建筑結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作為外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
本發(fā)明可以采用液壓升降機(jī)、絞車、系桿(Tirefort)或者靠載重來向支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施加預(yù)荷載。
本發(fā)明中第三個工藝步驟可以通過焊接、螺栓、混凝土或定縫銷釘來將兩個結(jié)構(gòu)連接起來，以不閉合的方式形成一個整體。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是可以采用由鋼，鋼筋混凝土或者木材制成的外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
此外本發(fā)明的主題包括用本發(fā)明的方法來整修因地震而變危險的房屋結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的主題還包括利用本發(fā)明的方法來減輕原有建筑結(jié)構(gòu)，尤其是其基礎(chǔ)的負(fù)載。
與上面描述的慣用技術(shù)的區(qū)別在于借助于本發(fā)明的方法允許對原有建筑結(jié)構(gòu)后加應(yīng)力，而不必在原有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中考慮這一點(diǎn)。
另外一個原則區(qū)別在于這樣的事實(shí)，由于采用了本發(fā)明的方法，原有建筑結(jié)構(gòu)有可能和新的外加支撐結(jié)構(gòu)一起來承受原先的荷載，即該荷載原來僅由原有建筑來承受，而現(xiàn)在采用本發(fā)明的方法后，這些荷載的一部分或者全部能傳遞到增設(shè)的外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上。
與已公知方法的另一個區(qū)別在于，在公知方法中僅僅利用了鋼纜，此鋼纜最好設(shè)置在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且在該結(jié)構(gòu)制造期間和在運(yùn)行工作之前施加了預(yù)應(yīng)力。而本發(fā)明的方法不限于安裝鋼纜，可對原有建筑結(jié)構(gòu)增設(shè)完整的外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如框架、梁、拱等。這種裝配允許在建筑物結(jié)構(gòu)建成之后，甚至在其運(yùn)行工作之后來運(yùn)行。因此，本發(fā)明的方法能與所有已公知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)合起來使用。本發(fā)明所采用的外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以以合適的方式增設(shè)在原有的建筑結(jié)構(gòu)上而成一整體，正由于此，這涉及的不再是一種預(yù)應(yīng)力方法，而是對變形的原有建筑結(jié)構(gòu)后加應(yīng)力或復(fù)形或者對原有建筑結(jié)構(gòu)卸壓或減載的方法。這是很普通的。
另一個區(qū)別在于這樣的事實(shí)，本發(fā)明的方法適用于各種類型、材料和使用年限的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿藗儾粌H可以將這種方法用于混凝土結(jié)構(gòu)還可以用于金屬、木材等結(jié)構(gòu)。
再有一個區(qū)別在于這些外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所采用材料的多樣性，這些材料可以是金屬的、石頭的、木頭的等，還可以包括各種可能的材料組合。
按本發(fā)明，原有建筑結(jié)構(gòu)和外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的連接同樣也不同于已公知的技術(shù)。
下面以附圖中所描述的變形的原有建筑物結(jié)構(gòu)為例對本發(fā)明加以說明。


圖1示意地描述了一個現(xiàn)有已變形的建筑結(jié)構(gòu)的框架1，為了更易看清圖中 大地描述了由作用于此結(jié)構(gòu)上的荷重產(chǎn)生的變形。
圖2表示在第一個步驟中對原有的建筑結(jié)構(gòu)增設(shè)一個外加的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2圖3描述了第二個工藝步驟，按此步驟，向該外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)預(yù)加一個荷載P，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形。
圖4描述了第三個工藝步驟，按此步驟，在保持預(yù)加荷載P的條件下，將外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2上施加預(yù)荷載而出現(xiàn)彈性變形的部分2′和要復(fù)形的原有建筑物結(jié)構(gòu)以不閉合的方式連接起來、在變形部分2′和要復(fù)形的原有建筑物結(jié)構(gòu)1之間的空隙3中充填混凝土，在撤去預(yù)荷載P之前使此混凝土硬化。為此混凝土內(nèi)放置了使其體積穩(wěn)定的添加劑。
圖5表示在第4個工藝步驟中撤去預(yù)荷載P后兩個框架的整體結(jié)構(gòu)。這在兩個框架之間形成一個新的平衡狀態(tài)，原有的框架1被后加應(yīng)力，從原框架結(jié)構(gòu)的復(fù)形以及再次達(dá)到原框架形狀可以看出這一點(diǎn)。
在大多數(shù)情況下，借助于輔助的緊固件B來將外加的支撐結(jié)構(gòu)2和復(fù)形的原建筑結(jié)構(gòu)1連接起來，固定成一個剛性單元。
下面給出實(shí)踐中可行的實(shí)施例。
實(shí)施例1對于一幢遭受高震級地震損壞而變危險以及須卸去其自重一部分的多層城市高樓，在原有的變形建筑物結(jié)構(gòu)中設(shè)置了用作外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的柱和梁。然后在每根梁的中間部位施加預(yù)荷載，從而產(chǎn)生向下的彈性變形。在此變形狀態(tài)下，借助于砂漿和穩(wěn)定體積的添加劑，使該外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的彈性變形部分和要復(fù)形的建筑物相連接起來。在連接過程結(jié)束之后撤去預(yù)荷載，從而該外加的梁向上作用在原有的結(jié)構(gòu)部件上，這樣由原有結(jié)構(gòu)承受的荷載的一部分由新外加的支撐結(jié)構(gòu)來承受。用這種方式，該原有的已變形的高樓建筑結(jié)構(gòu)卸去一部分原先作用在此結(jié)構(gòu)上的荷載。采用本發(fā)明工藝方法所達(dá)到的建筑物牢固程度比原先達(dá)到的要大，增設(shè)了外加支撐結(jié)構(gòu)后，使原有建筑結(jié)構(gòu)的條件得到改善。
實(shí)施例2下面對減輕基礎(chǔ)荷載的情況加以說明，向工業(yè)廠房的每個基礎(chǔ)4增設(shè)一個外加的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以便加大位于此工業(yè)廠房內(nèi)的吊車的承載能力，這也必定要加大基礎(chǔ)的承載能力，該方法由下述步驟組成。
第1個工藝步驟正如從圖6和圖7可看到的那樣，在靠近每個原有基礎(chǔ)4兩側(cè)設(shè)置4根樁5，使其上端側(cè)6超出基礎(chǔ)頂面7。然后如圖8和圖9所示那樣，在每兩個相對設(shè)置在基礎(chǔ)4兩側(cè)的樁上方各設(shè)置一個外加的支撐梁8或9;
第2個工藝步驟正如從圖10、11所看到的那樣，兩個外加的支撐梁8和9上通過垂直的作用的重量P來施加預(yù)荷載，因而象所描述的那樣產(chǎn)生向下的彈性變形;
第3個工藝步驟然后，如圖12和圖14所示，兩個彈性變形的外加支撐梁8和9借助于可伸縮的定縫銷釘與基礎(chǔ)4牢固地接合;
第4個工藝步驟然后，如圖13和15可看出的那樣，撤去預(yù)荷載P形成一個新的平衡狀態(tài)，原有的基礎(chǔ)將卸去其荷載的一部分，兩者之差由支柱5來承受。
由此兩實(shí)施例可看出其與慣用方法的區(qū)別，按照慣用方法樁連接在原先的基礎(chǔ)上，并在此之前移去承載的土，因而樁必須承受原有建筑物結(jié)構(gòu)的全部荷載，這一點(diǎn)在本發(fā)明的實(shí)施例中是不一樣的。
權(quán)利要求
1.對原有建筑結(jié)構(gòu)卸壓或減載并對其變形后加應(yīng)力或復(fù)原的方法，其特征是具有下述工藝步驟首先對原有建筑結(jié)構(gòu)增設(shè)一個外加的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；其次向此外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施加一個預(yù)荷載，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形；第三至少將外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中施加荷載而產(chǎn)生彈性變形的部分與原有建筑物結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)備后加應(yīng)力，復(fù)形或者要卸壓和/或減載的那一部分以不閉合的方式相連接，最后撤去加在外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的預(yù)荷載。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是作為外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用一種框架、梁、拱或者與原有建筑結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是該外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是借助于其載量，液壓升降機(jī)、絞車、或系桿(Tirefort)來施加予荷載的。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征是在第三個步驟中兩個結(jié)構(gòu)之間所進(jìn)行的不閉合的連接是通過焊接、螺栓、混凝土或定縫銷釘來完成的。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一個權(quán)利要求所述的方法，其特征是采用由鋼、鋼筋混凝土或者木材制成的外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
6.將權(quán)利要求1至5中任何一個權(quán)利要求所述的方法用來修復(fù)由地震而變危險的房屋結(jié)構(gòu)。
7.將權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法用來減輕原有建筑結(jié)構(gòu)，尤其是基礎(chǔ)的荷載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對原有建筑結(jié)構(gòu)卸壓或減載并對其變形后加應(yīng)力或復(fù)原的方法。對原有建筑結(jié)構(gòu)(1)增設(shè)一個外加的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(2)然后向外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(2)的施加預(yù)荷載，使其得到所斯望的變形；第三步至少將外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(2)中受預(yù)荷載而彈性變形的部分(2′)與原有建筑物結(jié)構(gòu)(1)要后加應(yīng)力、變形或者卸壓和/或減載的那一部分以不閉合的方式連接起來；最后撤去施加在外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的預(yù)荷載、外加支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(2)對原有建筑物結(jié)構(gòu)(1)后加應(yīng)力使其變形、并與其一起形成同一的整體結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04G23/04GK1043183SQ8910280
公開日1990年6月20日 申請日期1989年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1985年4月1日
發(fā)明者喬治·奧爾苔蓋·貝特爾安 申請人:喬治·奧爾苔蓋·貝特爾安