專利名稱：型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，是一種利用型鋼、鋼板、螺桿和聚合物砂漿整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
砌體結(jié)構(gòu)是我國廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)形式，從城市到農(nóng)村均有大量的砌體結(jié)構(gòu)。在我國89版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11-89)實施之前(1992年正式實施)建造的砌體房屋多為未考慮抗震設(shè)防或抗震措施不完善的無筋砌體結(jié)構(gòu)。歷次地震震害(特別是唐山大地震和汶川大地震)均表明，該類房屋的抗震能力較差，在地震中破壞嚴重或完全倒塌，是造成人員傷亡的主要原因。且該類房屋存量大，全部拆除重建從經(jīng)濟、社會和環(huán)境等多方面均不合理，最好的做法是通過合理的整體加固方法提高其整體抗震性能以使其繼續(xù)發(fā)揮作用?，F(xiàn)有的加固改造方法多針對單個構(gòu)件、整體效果不佳，且較多采用濕作業(yè)施工，工期長、對周圍環(huán)境影響大，且加固施工對砌體結(jié)構(gòu)的使用空間和外立面均有一定的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法。這種型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其技術(shù)方案為，根據(jù)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求，在砌體結(jié)構(gòu)需要設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁的位置，設(shè)置型鋼組合構(gòu)造柱和型鋼圈梁，型鋼組合構(gòu)造柱中型鋼和豎向鋼板通過新增的小承臺與原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相連，型鋼、墻體和鋼板之間通過對穿螺桿連接，同時在型鋼、鋼板與墻體之間采用聚合物砂漿填充密實，型鋼一墻體一鋼板以及聚合物砂漿構(gòu)成型鋼組合柱；在樓板底部與墻體交接處通長設(shè)置型鋼圈梁，墻兩側(cè)的鋼構(gòu)件也通過對穿螺桿連接；該圈梁與組合柱中的鋼構(gòu)件通過焊接連接，型鋼組合柱和型鋼圈梁形成新的構(gòu)造柱一圈梁體系，提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力。型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法包括以下步驟( I)綁扎小承臺鋼筋籠，并將小承臺鋼筋籠種植在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上；小承臺鋼筋籠包括12根豎向鋼筋和3根箍筋，豎向鋼筋種植在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)，深度為豎向鋼筋直徑的19 22倍，箍筋貫穿墻體綁扎成形；豎向鋼筋直徑12mm，箍筋直徑8mm ；(2)在每個需要設(shè)置鋼構(gòu)造柱的位置安裝鋼構(gòu)造柱豎向鋼構(gòu)件，豎向鋼構(gòu)件與墻體表面保留8 12mm間隙；豎向鋼構(gòu)件貫穿樓板沿房屋全高設(shè)置；墻兩側(cè)的豎向鋼構(gòu)件采用對穿螺桿錨固，同側(cè)豎向鋼構(gòu)件采用綴板焊接連接；豎向鋼構(gòu)件下端錨入小承臺鋼筋籠內(nèi)；優(yōu)選的，對穿螺桿為5. 8級M12螺桿，間距200mm ；優(yōu)選的，豎向鋼構(gòu)件包括兩根鋼構(gòu)造柱豎向角鋼和兩根鋼構(gòu)造柱豎向鋼板，鋼構(gòu)造柱豎向角鋼安裝在墻體內(nèi)的轉(zhuǎn)角處，兩塊鋼構(gòu)造柱豎向鋼板6安裝在鋼構(gòu)造柱豎向角鋼對側(cè)，并且鋼構(gòu)造柱豎向角鋼與鋼構(gòu)造柱豎向鋼板外側(cè)對齊；豎向鋼構(gòu)件與墻體表面間隙為 1Omm ；(3)在板底與墻體交接處通長安裝鋼圈梁水平鋼構(gòu)件，兩側(cè)的水平鋼構(gòu)件采用對穿螺桿錨固；優(yōu)選的，對穿螺桿為5. 8級M12螺桿，間距200mm ；優(yōu)選的，綴板間距200mm,長340mm,寬50mm,厚5mm。優(yōu)選的，鋼圈梁水平鋼構(gòu)件包括兩根鋼圈梁水平角鋼和兩根鋼圈梁水平鋼板；在樓板和墻體的陰角處設(shè)置鋼圈梁水平角鋼，外墻外側(cè)對應(yīng)位置設(shè)置鋼圈梁水平鋼板；并且鋼圈梁水平角鋼與鋼圈梁水平鋼板外側(cè)對齊；(4)鋼圈梁水平鋼構(gòu)件與鋼構(gòu)造柱豎向鋼構(gòu)件焊接連接；鋼圈梁的鋼構(gòu)件遇到鋼構(gòu)造柱的豎向鋼構(gòu)件時，鋼圈梁構(gòu)件斷開并焊接連接；(5)小承臺制模澆筑自流平灌漿料，豎向鋼構(gòu)件、綴板與墻體間隙填充聚合物水泥砂漿。聚合物水泥砂漿強度不低于C40。本發(fā)明型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，具有以下技術(shù)效果能夠大幅提砌體結(jié)構(gòu)的抗震承載能力和抗震性能，保證結(jié)構(gòu)滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求，使得砌體結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)使用，同時鋼構(gòu)造柱-鋼圈梁和聚合物砂漿施工工藝簡單、施工周期短、施工影響小，對原有使用空間和外立面無影響。


圖I為型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2為型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)在A-A方向的截面圖。圖3為型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)在B-B方向的截面圖。圖4為型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)在C-C方向的截面圖。圖5為型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)在D-D方向的截面圖。圖中I一墻體，2—小承臺，3—承臺鋼筋籠(12 □ 12豎向鋼筋、38箍筋)，4鋼構(gòu)造柱豎向角鋼L100X5，5M12@200對穿螺桿，6—鋼構(gòu)造柱豎向鋼板-100 X 5，7—綴板50 X 340 X 3i200mm, 8—聚合物水泥砂漿填充物，9一鋼圈梁水平角鋼L100X5，10—鋼圈梁水平鋼板-100X5。(其中符號表示一級鋼，□表示二級鋼)
具體實施例方式參見圖I、圖2、圖3、圖4、圖5，本發(fā)明提供一種型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，從被加固的墻結(jié)構(gòu)面開始，由內(nèi)向外依次設(shè)有聚合物砂漿填充層8、鋼構(gòu)造柱豎向角鋼4和豎向鋼板6、鋼圈梁水平角鋼9和鋼圈梁水平鋼板10、鋼構(gòu)造柱綴板7、連接墻兩側(cè)鋼構(gòu)件的對穿螺桿5。結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
說明如下(I)進行小承臺鋼筋施工，小承臺2平面尺寸為440X440mm，高度為300mm。用電鉆在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上打孔，用12根直徑為12mm的豎向鋼筋(二級鋼□)植入原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，深度為240mm (即20倍鋼筋直徑)，用三根直徑8mm的箍筋(一級鋼)貫穿墻體綁扎到位，完成小承臺鋼筋籠3。(2)將需要設(shè)置鋼構(gòu)造柱和鋼圈梁位置墻體表面粉刷層鑿除完畢，用鋼絲刷清理干凈。鋼構(gòu)造柱的豎向鋼構(gòu)件為兩個鋼構(gòu)造柱豎向角鋼4 (邊長100mm,厚度5mm)和2根鋼構(gòu)造柱豎向鋼板6(厚度5mm，寬度100mm)，分別錨入小承臺鋼筋籠內(nèi)，并貫穿樓板沿房屋全高設(shè)置，豎向構(gòu)件與墻體保留IOmm間隙。鋼構(gòu)造柱豎向角鋼安裝在墻體內(nèi)的轉(zhuǎn)角處，兩塊鋼構(gòu)造柱豎向鋼板6安裝在鋼構(gòu)造柱豎向角鋼對側(cè)，并且鋼構(gòu)造柱豎向角鋼與鋼構(gòu)造柱豎向鋼板外側(cè)對齊；鋼構(gòu)造柱豎向角鋼和鋼構(gòu)造柱豎向鋼板安裝到位后，將墻兩側(cè)的豎向鋼構(gòu)件通過5. 8級M12對穿螺桿5螺桿穿墻連接，在墻同一側(cè)的兩塊鋼構(gòu)件采用綴板7焊接連接；綴板長340mm，寬50mm，厚5mm,間距 200mm。(3)在板底與墻體交接處通長設(shè)置鋼圈梁，中間墻體的鋼圈梁的鋼構(gòu)件包括兩根鋼圈梁水平角鋼9 (邊長100_，厚度5_)，邊墻采用9和10，在樓板和墻體的陰角處設(shè)置鋼圈梁水平角鋼，外墻外側(cè)設(shè)置鋼圈梁水平鋼板，兩側(cè)的鋼構(gòu)件通過5. 8級M12對穿螺桿5穿墻連接，對穿螺桿間距200mm。(4)通過焊接將鋼圈梁水平鋼構(gòu)件在鋼構(gòu)造柱豎向構(gòu)件連接起來；鋼圈梁的鋼構(gòu)件遇到鋼構(gòu)造柱的豎向鋼構(gòu)件時，鋼圈梁構(gòu)件斷開并焊接連接。(5)制作小承臺模板，然后人工攪拌自流平灌漿料將小承臺2澆筑完畢。在鋼構(gòu)件(包括角鋼、鋼板和綴板)與墻體之間的空隙采用聚合物水泥砂漿填充物8填充，聚合物砂漿的抗壓強度不低于40MPa，填充完畢后采用人工敲擊方法檢查是否有空隙，如有空隙需返工重新填實，然后澆水養(yǎng)護三天。根據(jù)以上具體實施方式
，設(shè)計了加固后墻體的試件并進行低周反復(fù)荷載試驗研究。試驗結(jié)果表明，采用型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固后砌體的水平極限承載力較采用現(xiàn)行抗震規(guī)范的砌體結(jié)構(gòu)提高25%以上。
權(quán)利要求
1.一種型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)綁扎小承臺鋼筋籠，并將小承臺鋼筋籠種植在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上； (2)在每個需要設(shè)置鋼構(gòu)造柱的位置安裝鋼構(gòu)造柱豎向鋼構(gòu)件，豎向鋼構(gòu)件與墻體表面保留8 12mm間隙；豎向鋼構(gòu)件貫穿樓板沿房屋全高設(shè)置； 墻兩側(cè)的豎向鋼構(gòu)件采用對穿螺桿錨固，同側(cè)豎向鋼構(gòu)件采用綴板焊接連接；豎向鋼構(gòu)件下端錨入小承臺鋼筋籠內(nèi)； (3)在板底與墻體交接處通長安裝鋼圈梁水平鋼構(gòu)件，兩側(cè)的水平鋼構(gòu)件采用對穿螺桿錨固； (4)鋼圈梁水平鋼構(gòu)件與鋼構(gòu)造柱豎向鋼構(gòu)件焊接連接； (5)小承臺制模澆筑自流平灌漿料，豎向鋼構(gòu)件、綴板與墻體間隙填充聚合物水泥砂漿；聚合物水泥砂漿強度不低于C40。
2.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(I)所述小承臺鋼筋籠包括12根豎向鋼筋和3根箍筋，豎向鋼筋種植在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)，深度為豎向鋼筋直徑的19 22倍，箍筋貫穿墻體綁扎成形。
3.權(quán)利要求2所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述豎向鋼筋直徑12mm，箍筋直徑8mm。
4.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(2)所述豎向鋼構(gòu)件包括兩根鋼構(gòu)造柱豎向角鋼和兩根鋼構(gòu)造柱豎向鋼板，鋼構(gòu)造柱豎向角鋼安裝在墻體內(nèi)的轉(zhuǎn)角處，兩塊鋼構(gòu)造柱豎向鋼板6安裝在鋼構(gòu)造柱豎向角鋼對偵牝并且鋼構(gòu)造柱豎向角鋼與鋼構(gòu)造柱豎向鋼板外側(cè)對齊；豎向鋼構(gòu)件與墻體表面間隙為IOmm0
5.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，鋼圈梁水平鋼構(gòu)件包括兩根鋼圈梁水平角鋼和兩根鋼圈梁水平鋼板；在樓板和墻體的陰角處設(shè)置鋼圈梁水平角鋼，外墻外側(cè)對應(yīng)位置設(shè)置鋼圈梁水平鋼板；并且鋼圈梁水平角鋼與鋼圈梁水平鋼板外側(cè)對齊。
6.權(quán)利要求4所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，鋼構(gòu)造柱豎向角鋼邊長100mm,厚度5mm ;鋼構(gòu)造柱豎向鋼板厚度5mm,寬度100mm。
7.權(quán)利要求5所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，鋼圈梁水平角鋼邊長100mm,厚度5mm ;鋼圈梁水平鋼板厚度5mm,寬度100mm。
8.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(2)和(3)中，對穿螺桿為5. 8級M12螺桿，間距200mm。
9.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(2)中綴板間距200_，長340_，寬50_，厚5_。
10.權(quán)利要求I所述型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(4)所述鋼圈梁水平鋼構(gòu)件在鋼構(gòu)造柱豎向構(gòu)件處斷開，并通過焊接相互連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，具體涉及建筑結(jié)構(gòu)加固，公開了一種型鋼組合圈梁和構(gòu)造柱整體加固砌體結(jié)構(gòu)的方法，技術(shù)方案為在砌體結(jié)構(gòu)的需設(shè)構(gòu)造柱的相關(guān)位置采用角鋼、鋼板和對穿螺桿與原墻體形成組合截面；在墻體與樓板交接處設(shè)置型鋼圈梁，型鋼圈梁與組合柱中的型鋼和鋼板焊接連接，然后在墻體與型鋼(鋼板)之間采用聚合物砂漿填充密實。采用本方法加固后砌體結(jié)構(gòu)的水平極限承載力較采用現(xiàn)行抗震規(guī)范要求的砌體結(jié)構(gòu)提高25%以上，大幅提高受力性能和抗震性能；同時，與外加鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱相比具有施工周期短、施工工藝簡單、不需要搭設(shè)模板、不占用使用空間等突出優(yōu)點，適用于我國量大面廣的無圈梁和構(gòu)造柱砌體結(jié)構(gòu)的整體抗震性能提升。
文檔編號E04G23/02GK102979322SQ20121059460
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者鄭昊, 朱春明, 李向民, 姜浩, 吉峰 申請人:上海市建筑科學(xué)研究院(集團)有限公司, 上海建科工程改造技術(shù)有限公司