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一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法

阅读:557发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 土木工程 技术领域,且公开了一种土木建筑用 混凝土 框架 结构居住建筑的加固方法,具体方法分类如下:(1)加大截面加固法,采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载 力 ,满足正常使用,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。本发明所提供的建筑加固方法,可以针对实际使用需求而选取不同的加固方法,加固方法多样,能够在不同情况下,对不同 建筑物 进行针对性的加固,可有效提升混凝土框架结构建筑的抗震承载力和抗震 变形 能力,能够大幅度提高居住建筑的使用寿命,提高居住安全性,具有广阔的应用前景。,下面是一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法专利的具体信息内容。

1.一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,其特征在于,具体方法分类如下:
(1)加大截面加固法
采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力,满足正常使用,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固;
(2)外包钢加固法
在混凝上构件四周包以型钢的加固方法,适用于使用上不允许增大混凝上截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固;
(3)预应力加固法
采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝上承重结构;
(4)粘贴碳纤维片材法
在混凝土构件外部粘贴钢板,以提高其承载力,满足正常使用,适用于承受静力作用的一般受弯构件;
(5)改变结构传力途径加固法
通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构,也可以支承结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载;
(6)其他加固方法
增设支撑体系和剪力墙等以增加结构的整体刚度,改变构件的刚度比值,调整原结构内力,改善结构和构件的受力状况,多用于增强单层厂房、底框结构和多层框架结构的空间刚度以提高其抗水平力的能力;
混凝土建筑恢复性加固,应根据恢复重建阶段结构可靠性与抗震性能鉴定的结论,针对结构存在的具体问题综合选择以下的种或多种加固手段:
A、对单向框架,可通过梁端底部钢筋的锚固改变为双向框架体系,也可同时增强楼盖的整体性和增设抗震墙和抗震支撑等,提高另一方向的抗震能力;
B、当构件的纵筋或箍筋不足时,可采用型钢加固或增大钢筋混凝上截面加固,也可采用粘钢或粘贴碳纤维、玻璃纤维复合材加固的方法;
C、当结构的总体刚度较弱、地震作用下变形过大、或有显著的扭转效应时,可选择增设抗震墙的方案,也可选用设置翼墙的方案,对厂房还可选择设置柱间支撑的方案;
D、当构件有局部损伤时,应首先恢复其原有承载力,然后再做相应的抗震加固,避免原构件内部原有损伤使新增加固措施不能收到预期效果;
E、厂房柱间支撑的下节点位置不符合要求时,可采用加固柱子的方案,也可采用加固节点或改变或改善支撑传力体系等方案;
F、屋面板支承长度不足,可选择增设支托并采取加强连接处锚固、拉结等措施进行加固。
2.根据权利要求1所述的一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,其特征在于,步骤(2)所述的外包钢加固法,当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60°,当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。
3.根据权利要求1所述的一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,其特征在于,步骤(3)所述的预应力加固法,所述钢拉杆分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种。
4.根据权利要求1所述的一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,其特征在于,步骤(4)所述的粘贴碳纤维片材法,采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,应由对该加固修复方法有经验的设计人员进行设计,并应由专业施工队伍进行施工。

说明书全文

一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土木工程技术领域,具体为一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法。

背景技术

[0002] 筋混凝土结构是目前使用最为广泛的结构形式,目前的居住建筑大多为钢筋混凝土结构,随着社会发展以及人们环保意识的加强,对废旧建筑的维护、改造加固再利用,节约建筑材料,走持续发展道路,是21世纪人类发展的主题。
[0003] 建筑物受使用环境的影响而有着不同程度的缺陷,如重载、高温、腐蚀(氯离子侵蚀)、疲劳、粉尘,违章在结构上下部任意挖洞、开孔、乱吊重物、乱割、超载、温湿度变化、环境冲刷、化、冻融和化等,以及由于缺乏对建筑物正确的管理、鉴定、检查、维修、保护和加固的常识所造成的对建筑物管理和使用不当,致使不少建筑物出现不应该有的早衰现象。
[0004] 综上所述,无论是对新建筑物工程事故的处理,还是对已用建筑物是否危房的判定;无论是为了抗御灾害所需进行的加固,还是为了灾后所需进行的修复;无论是为适应新的使用要求而对建筑物实施的改造,还是对建筑进入中老年期进行正常的诊断处理,都需要对建筑物进行检查和鉴定,以期对可靠性作出科学的评估,都需要对建筑物实施准确的管理维护和改造、加固,以保证建筑物的安全性和正常使用功能。

发明内容

[0005] 解决的技术问题针对现有技术的不足,本发明提供了一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法。
[0006] 技术方案为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,具体方法分类如下:
(1)加大截面加固法
采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载,满足正常使用,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固;
(2)外包钢加固法
在混凝上构件四周包以型钢的加固方法,适用于使用上不允许增大混凝上截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固;
(3)预应力加固法
采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝上承重结构;
(4)粘贴碳纤维片材法
在混凝土构件外部粘贴钢板,以提高其承载力,满足正常使用,适用于承受静力作用的一般受弯构件;
(5)改变结构传力途径加固法
通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构,也可以支承结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载;
(6)其他加固方法
增设支撑体系和剪力墙等以增加结构的整体刚度,改变构件的刚度比值,调整原结构内力,改善结构和构件的受力状况,多用于增强单层厂房、底框结构和多层框架结构的空间刚度以提高其抗水平力的能力;
混凝土建筑恢复性加固,应根据恢复重建阶段结构可靠性与抗震性能鉴定的结论,针对结构存在的具体问题综合选择以下的种或多种加固手段:
A、对单向框架,可通过梁端底部钢筋的锚固改变为双向框架体系,也可同时增强楼盖的整体性和增设抗震墙和抗震支撑等,提高另一方向的抗震能力;
B、当构件的纵筋或箍筋不足时,可采用型钢加固或增大钢筋混凝上截面加固,也可采用粘钢或粘贴碳纤维、玻璃纤维复合材加固的方法;
C、当结构的总体刚度较弱、地震作用下变形过大、或有显著的扭转效应时,可选择增设抗震墙的方案,也可选用设置翼墙的方案,对厂房还可选择设置柱间支撑的方案;
D、当构件有局部损伤时,应首先恢复其原有承载力,然后再做相应的抗震加固,避免原构件内部原有损伤使新增加固措施不能收到预期效果;
E、厂房柱间支撑的下节点位置不符合要求时,可采用加固柱子的方案,也可采用加固节点或改变或改善支撑传力体系等方案;
F、屋面板支承长度不足,可选择增设支托并采取加强连接处锚固、拉结等措施进行加固。
[0007] 优选的,步骤(2)所述的外包钢加固法,当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60°,当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。
[0008] 优选的,步骤(3)所述的预应力加固法,所述钢拉杆分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种。
[0009] 优选的,步骤(4)所述的粘贴碳纤维片材法,采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,应由对该加固修复方法有经验的设计人员进行设计,并应由专业施工队伍进行施工。
[0010] 有益效果本发明提供了一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,具备以下有益效果:
本发明所提供的建筑加固方法,可以针对实际使用需求而选取不同的加固方法,加固方法多样,能够在不同情况下,对不同建筑物进行针对性的加固,可有效提升混凝土框架结构建筑的抗震承载力和抗震变形能力,能够大幅度提高居住建筑的使用寿命,提高居住安全性,具有广阔的应用前景。

具体实施方式

[0011] 基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0012] 进一步说明本发明提供的一种技术方案:一种土木建筑用混凝土框架结构居住建筑的加固方法,具体方法分类如下:
(1)加大截面加固法
采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力,满足正常使用,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固;
采用钢筋混凝土增大截面法加固梁时,应将新增纵向钢筋设在梁底和梁上部,并在纵向钢筋外围设置箍筋,加固时,应在柱周围增设纵向钢筋,并在纵向钢筋外围设置封闭箍筋。
[0013] 材料和构造要求:a、宜采用细石混凝土,强度等级不应低于C20,且应高于原构件混凝土的强度等级;纵向钢筋宜采用HRB335级钢筋,箍筋可采用HPB235级钢。
[0014] b、新增的柱中纵向钢筋遇到楼板时,应凿洞穿过楼板并做好连接其根部应伸入基础并满足锚固要求,其顶部应在屋面板处封顶锚固,新增的梁中纵向钢筋应与柱可靠连接;c、箍筋直径不宜小于8 mm,间距不宜大于200mm,靠近梁柱节点处应适当加密;新增的柱中箍筋应封闭,梁中箍筋应有一半穿过楼板后弯折封闭。
[0015] 加固后的梁柱可作为整体构件进行抗震验算,但新增的混凝土和钢筋的强度应乘以折减系数0.85;钢筋混凝土增大截面加固法的构造应符合下列要求:
a、新增混凝土的最小厚度,加固板时不应小于40 mm, 加固梁、柱时不应小于60 mm,用喷射混凝土施L时不应小于50mm;
b、加固板的受力钢筋直径宜用6-8 mm;加固梁、柱的纵向受力钢筋宜用变形钢筋,钢筋最小直径对于梁不宜小于12 mm,对于柱不宜小于14 mm,最大直径不宜大于25mm,封闭式箍筋直径不宜小于8 mm, U型箍筋直径宜与原有箍筋直径相同;
c、加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应小于20mm,并应采用短筋焊接连接,箍筋应采用封闭箍筋或U型箍筋,并按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》对箍筋的构造要求进行设置;
(2)外包钢加固法
在混凝上构件四周包以型钢的加固方法,适用于使用上不允许增大混凝上截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固;
当用外包钢加固法时,应在梁的阳外贴角钢,角钢并应穿过梁板的型钢缀板和梁底钢缀板焊接,角钢两端应与柱连接,当外包钢加固柱时,应在柱四角外贴角钢,角钢并应与外围的钢缀板焊接,角钢到楼板处应凿洞穿过上下焊接,顶层的角钢应与屋面板可靠连接,底层的角钢应与基础锚固;
角钢的构造要求:
a、角钢不宜小于L50X6,钢缀板截面不宜小于40mm X 4mm, 其间距不应大于单肢角钢的截面回转半径的40倍,且不应大于400mm;
b、外包型钢应有可靠的连接和锚固,对外包型钢柱,角钢下端应根据柱脚弯矩大小延伸到上层基础顶面或锚固于基础,中间穿过各层楼板,上端伸至加固层的上层上端板底面或屋顶板底面,对外包框架梁和,梁角钢应与柱角钢相互焊接,或用扁钢带绕柱外包焊接,对桁架、角钢应伸过该杆件两端的节点,或设置节点板将角钢焊接于节点板上;
c、外包钢与梁柱混凝土之间应采用粘结料粘结。
[0016] 外包钢施工时,应满足以下要求:a、原有梁柱表面应清洗干净,缺陷应修补,脚步应磨出圆角;
b、楼板凿洞应避免损伤原有钢筋;
c、角钢应粘贴于原构件,并应采用家具在两个方向夹紧,缀板应待粘结料凝固后分段焊接;
d、钢材表面应涂刷防锈漆,或在构架外围抹25mm厚1: 3水泥砂浆保护层
(3)预应力加固法
采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝上承重结构;
预应力加固法施工简便,通过对后加的钢拉杆或撑杆施加预应力,改变原结构内力分布,消除加固部分的应力滞后现象,使后加部分与原构件能较好地协调工作,提高原结构的承载力,减小挠曲变形,缩小裂缝宽度,预应力加固法具有加固、卸荷及改变原结构内力分布的三重效果;
(4)粘贴碳纤维片材法
在混凝土构件外部粘贴钢板,以提高其承载力,满足正常使用,适用于承受静力作用的一般受弯构件;
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴于构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力;
碳纤维片材可采用下列方式对混凝士结构构件进行加固:
a、在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固,纤维方向与加固处的受拉方向一致;
b、采用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固,纤维方向宜与构件轴向垂直;
c、采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固,纤维方向与柱轴向垂直;
d、当有可靠依据时,碳纤维片材也可用于其它形式和其它受力状况的混凝土结构构件的加固。
[0017] 构造措施:当碳纤维布沿其纤维方向需绕构件转角粘贴时,构件转角处外表面的曲率半径不应小于20mm,碳纤维布沿纤维受力方向的搭接长度不应小于100mm,当采用多条或多层碳纤维布加固时,各条或各层碳纤维布的搭接位置宜相互错开。
[0018] (5)改变结构传力途径加固法通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构,也可以支承结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载;
(6)其他加固方法
增设支撑体系和剪力墙等以增加结构的整体刚度,改变构件的刚度比值,调整原结构内力,改善结构和构件的受力状况,多用于增强单层厂房、底框结构和多层框架结构的空间刚度以提高其抗水平力的能力;
混凝土建筑恢复性加固,应根据恢复重建阶段结构可靠性与抗震性能鉴定的结论,针对结构存在的具体问题综合选择以下的种或多种加固手段:
A、对单向框架,可通过梁端底部钢筋的锚固改变为双向框架体系,也可同时增强楼盖的整体性和增设抗震墙和抗震支撑等,提高另一方向的抗震能力;
B、当构件的纵筋或箍筋不足时,可采用型钢加固或增大钢筋混凝上截面加固,也可采用粘钢或粘贴碳纤维、玻璃纤维复合材加固的方法;
C、当结构的总体刚度较弱、地震作用下变形过大、或有显著的扭转效应时,可选择增设抗震墙的方案,也可选用设置翼墙的方案,对厂房还可选择设置柱间支撑的方案;
D、当构件有局部损伤时,应首先恢复其原有承载力,然后再做相应的抗震加固,避免原构件内部原有损伤使新增加固措施不能收到预期效果;
E、厂房柱间支撑的下节点位置不符合要求时,可采用加固柱子的方案,也可采用加固节点或改变或改善支撑传力体系等方案;
F、屋面板支承长度不足,可选择增设支托并采取加强连接处锚固、拉结等措施进行加固。
[0019] 步骤(2)所述的外包钢加固法,当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60°,当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。
[0020] 步骤(3)所述的预应力加固法,所述钢拉杆分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种。
[0021] 步骤(4)所述的粘贴碳纤维片材法,采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,应由对该加固修复方法有经验的设计人员进行设计,并应由专业施工队伍进行施工。
[0022] 当增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙时,应符合下列要求:a、抗震墙宜设置在框架的轴线位置,翼墙宜在柱两侧对称布置;
b、混凝土等级不宜小于C20,且不应低于原框架柱混凝土的强度等级;
c、墙厚不宜小于200mm,竖向和横向分布筋的最小配筋率,均不应小于
0.25,以双排布置且之间的拉结筋间距不宜大于700mm;
d、墙与原有框架可才采用锚筋或后浇混凝土连接,锚筋可采用直径为10mm或12mm的钢筋,钢筋的一端应采用高强胶锚入梁柱的钻孔中,另一端与墙体的分布筋焊接;
增设抗震墙后可按框架剪力墙结构今昔抗震分析,翼墙与柱形成的构件可按整体偏心受压构件计算,增设的混凝土和钢筋的强度均应乘以折减系数0.85,施工时,原有的梁柱表面应凿毛,浇筑混凝土钱应清洗并保持湿润,浇筑后应加强养护,锚孔应钻孔成型,孔内空气采用压缩空气吹净并用水冲洗,浆液应饱满并使锚筋固定牢靠。
[0023] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0024] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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