一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法
【專利摘要】一種預應力裝配預制鋼筋混凝土框架加固已有結構的方法，屬于土木工程中鋼筋混凝土結構抗震加固領域，包括待加固的鋼筋混凝土原框架和用于加固的新增預制鋼筋混凝土框架，二者由無粘結預應力筋連接裝配成整體；新增預制框架梁、新增預制框架柱節點處以及上下層新增預制框架柱接頭處的鋼筋綁扎后，通過澆筑混凝土形成整體；新增預制鋼筋混凝土框架與鋼筋混凝土原框架之間留有縫隙，通過砂漿封閉；新增預制框架梁、新增預制框架柱預留孔道，原框架梁、原框架柱與新增預制鋼筋混凝土框架對應位置通過鉆孔形成孔道；無粘結預應力筋穿過孔道并張拉，用錨具錨固。使用該方法加固的結構抗震能力提高1～2倍。
【專利說明】一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法
【技術領域】
[0001]一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法是把待加固建筑物外部新增預制鋼筋混凝土框架，二者通過新增預制樓板連接裝配成整體。新增預制鋼筋混凝土框架分擔原建筑物的水平地震力，對原建筑物起到加固保護的作用，屬于土木工程中鋼筋混凝土結構抗震加固領域。
【背景技術】
[0002]在我國，鋼筋混凝土框架結構及底框結構，由于其使用上的方便性和靈活性而被廣泛采用。鋼筋混凝土框架結構及底框結構由于使用功能不同導致結構布置上不同，容易形成剛度不均、上剛下柔的結構體系，存在嚴重的抗震能力不足的隱患。隨著社會的發展，建筑物抗震設防標準的提高，我國相當部分已建結構不能滿足現行抗震設防標準的要求。因此對其進行抗震加固具有重要的意義。
[0003]我國《混凝土結構加固設計規范》(GB50367— 2006)、《建筑抗震加固技術規程》(JGJ116—2009沖，鋼筋混凝土結構的抗震加固方法分為兩大類:一是直接加固梁、柱構件的方法。如增大截面法、外包型鋼法、外粘鋼板法、外粘纖維復合材料法、繞絲法及鋼絲繩網片一聚合砂漿面層加固法等；二是改變結構受力體系的間接加固法。如新增剪力墻及側向支撐法、增設支點法、增設拉結連系法、以及預應力加固法等。現有方法存在以下三個弊端:加固工作大多需要在建筑物內部完成，破壞了建筑物的內部裝修，施工周期內影響建筑物的正常使用；加固方法多為構件層面，不能從結構整體層面上考慮抗震加固；加固工作需要現場濕作業，施工速度慢，質量難保證，對環境污染高。
[0004]裝配式混凝土結構與現澆混凝土結構相比，有利于建筑工業化的發展，提高生產效率節約能源，有利于提高和保證構件質量，減少現場濕作業，施工作業快，降低對環境的負面影響。但是裝配式結構的抗震性能取決于預制構件的連接方式，因此需要更可靠的連接方式。

【發明內容】

[0005]本發明針對現有加固技術的缺陷，提供一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法。該方法從結構整體層面考慮抗震加固。加固工作主要在建筑外部進行，建筑物抗震能力的提高是通過新增預制鋼筋混凝土框架來實現的。新增預制框架梁與新增預制框架柱的連接，新增預制鋼筋混凝土框架、新增預制樓板與原框架梁的連接均是通過無粘結預應力筋裝配完成的，既發揮了裝配式結構的優點，又解決了裝配式結構連接的問題，可以廣泛應用于混凝土結構抗震加固領域。
[0006]1、一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法，其特征在于，所述待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架I外部新增預制鋼筋混凝土框架9，二者通過新增預制樓板12連接裝配成整體。所述新增預制鋼筋混凝土框架9由新增預制框架梁10和新增預制框架柱11借助穿過預留孔道6的無粘結預應力筋7裝配而成；所述新增預制框架梁2是單開間構件，新增預制框架柱11是由多段柱上下連接而成，任意兩段相鄰的柱體的下方柱體稱為下柱，上方柱體稱為上柱，下柱頂端留有孔洞，鋼筋伸出上柱底端，上下柱之間的接頭由鋼筋插入灌滿水泥漿的孔洞來實現；(需要注意的上下柱的稱謂只是暫時的，由相對位置決定，即某次被稱為上柱的柱體，相對于和它相鄰的上方的柱體而言，它是下柱。)
[0007]所述新增預制框架梁10、新增預制樓板3對應位置預留孔道6以便穿入無粘結預應力筋7，原框架梁2與新增預制樓板12對應位置通過鉆孔形成孔道6。所述新增預制框架梁10與新增預制框架柱11之間，新增預制鋼筋混凝土框架9與新增預制樓板12之間，原框架梁2與新增預制樓板12截面之間均留有8?IOmm寬的縫隙4，通過砂漿5封閉；無粘結預應力筋7穿過預留孔道6后進行張拉，再通過錨具8錨固，將待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架1、新增預制樓板12、用于加固的新增預制鋼筋混凝土框架9裝配成一個空間整體。
[0008]2、所述新增預制鋼筋混凝土框架9與新增預制樓板12的混凝土及鋼筋強度等級高于待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架I;所述新增預制框架梁10、新增預制框架柱11、新增預制樓板12的截面尺寸及配筋量應依據《混凝土結構設計規范》GB50010— 2010的要求設計。
[0009]3、所述新增預制框架梁10和新增預制框架柱11對應位置預留無粘結預應力筋孔道6 ;所述新增預制框架梁10、新增預制樓板12沿跨度方向每隔500?IOOOmm預留一排無粘結預應力筋孔道6 ;所述原框架梁2與新增預制樓板12對應位置通過鉆孔留形成孔道6 ；所述孔道6的位置應避開原框架梁2、新增預制框架梁10、新增預制框架柱11、新增預制樓板12內部鋼筋；所述孔道6的內徑應比無粘結預應力筋7的直徑大6?15mm。
[0010]4、所述無粘結預應力筋7預應力大小的設計原則是，最終設計的有效預壓力值不宜過高，以接觸面上的摩擦抗剪力及裂縫寬度為度，且預應力筋中的應力要處于屈服極限以內。
[0011]本發明的有益效果是，后張拉無粘結預應力筋7在新增預制框架梁10與新增預制框架柱11之間，新增預制鋼筋混凝土框架9與新增預制樓板12之間，原框架梁2與新增預制樓板12之間產生壓力和足夠的摩擦力，這種摩擦力足夠保證各部分之間不會發生相對錯動，從而將各部分裝配成一個整體，既發揮了裝配式結構減少現場濕作業，施工作業快，降低對環境負面影響等優點，又解決了裝配式結構連接的問題。新增預制鋼筋混凝土框架9選用高強混凝土和高強鋼筋，抗震性能好，通過新增預制樓板12和待加固建筑物裝配在一起，分擔原建筑物的水平地震力，對原建筑物起到加固保護的作用，加固后結構整體抗震能力提高I?2倍。整個加固工作在建筑物室外進行，對原有建筑使用功能影響較小。待加固建筑物借助新增預制樓板12和新增預制鋼筋混凝土框架9連接，不僅整體性好，對抗震有利，而且形成的空間可作為陽臺等，同時又增加了原建筑物的使用空間，可以廣泛應用于鋼筋混凝土建筑物抗震加固領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1給出了外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法示意圖。
[0013]圖2給出了圖1中加固后原框架梁、新增預制樓板、新增預制框架梁整體剖面A-A示意圖。[0014]圖3給出了圖1中加固后新增預制框架梁與新增預制框架柱整體剖面B-B示意圖。
[0015]圖中:I是待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架，2是原框架梁，3是原框架柱，4是縫隙，5是砂漿，6是孔道，7是無粘結預應力筋，8是錨具，9是新增預制鋼筋混凝土框架，10是新增預制框架梁，11是新增預制框架柱，12是新增預制樓板。
【具體實施方式】
[0016]第一步:根據《混凝土結構設計規范》(GB50010— 2010)、《建筑抗震設計規范》(GB50011—2010)要求，并結合新增預制鋼筋混凝土框架9、新增預制樓板12與待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架I易于拼裝的原則確定新增預制框架梁10、新增預制框架柱11、新增預制樓板12的截面尺寸、配筋量、混凝土等級。新增預制框架梁10與新增預制框架柱11對應位置預留無粘結預應力筋孔道6 ;新增預制框架梁10、新增預制樓板12沿跨度方向每隔500?1000_預留一排無粘結預應力筋孔道6。孔道6的位置應避開原框架梁2、新增預制框架梁10、新增預制框架柱11、新增預制樓板12內部鋼筋。所述孔道6的內徑應比無粘結預應力筋7的直徑大6?15_。
[0017]第二步:將預制好的新增預制框架梁10、新增預制框架柱11、吊裝就位后，在預留孔道6中穿入無粘結預應力筋7，新增預制框架梁10與新增預制框架柱11之間的縫隙4灌注砂漿5，并對孔道6灌漿。縫隙4所用砂漿5宜用纖維砂漿或環氧砂漿，纖維宜用尼龍纖維，其長度可取10?15mm，摻量可按每立方砂漿1.5?2kg。孔道6用普通砂漿灌注即可。砂漿5設計抗壓強度不低于原框架混凝土設計強度。灌漿達到設計強度后張拉無粘結預應力筋7并用錨具8錨固形成新增預制鋼筋混凝土框架9。
[0018]第三步:在原框架梁2與新增預制樓板12對應位置鉆孔，并清理孔道6。將原框架梁2表面鑿毛洗凈，原框架梁2與新增預制樓板12的接觸面采用未拋光的木板做成粗糙面以增加摩擦力。
[0019]第四步:將拼裝好的新增預制鋼筋混凝土框架9、預制好的新增預制樓板12吊裝就位后，在新增預制鋼筋混凝土框架9、新增預制樓板12和原框架梁2孔道6中穿入無粘結預應力筋7，穿入無粘結預應力筋7后在新增預制鋼筋混凝土框架9與新增預制樓板12之間、新增預制樓板12與原框架梁2的縫隙4中灌注砂漿5，并對孔道6灌漿。灌漿達到設計強度后張拉無粘結預應力筋7并用錨具8錨固。
[0020]第五步:新增預制框架梁2是單開間構件，新增預制框架柱11是由多段柱上下連接而成，任意兩段相鄰的柱體的下方柱體稱為下柱，上方柱體稱為上柱，下柱頂端留有孔洞，鋼筋伸出上柱底端，上下柱之間的接頭由鋼筋插入灌滿水泥漿的孔洞來實現。
[0021]第六步:重復以上步驟，依次將每一層的新增預制混凝土框架9借助新增預制樓板12與待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架I裝配在一起，形成最終加固結構。
[0022]以上所述實施例僅用于說明本發明的技術方案，而并非對本發明作任何其他形式的限制，而依據本發明的技術實質所作的任何修改或同等變化，仍屬于本發明所要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法，其特征在于，所述待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架(I)外部新增預制鋼筋混凝土框架(9)，二者通過新增預制樓板(12)連接裝配成整體；所述新增預制鋼筋混凝土框架(9)由新增預制框架梁(10)和新增預制框架柱(11)借助穿過預留孔道(6)的無粘結預應力筋(7)裝配而成；所述新增預制框架梁(10)是單開間構件，新增預制框架柱(11)是由多段柱上下連接而成，任意兩段相鄰的柱體的下方柱體稱為下柱，上方柱體稱為上柱，下柱頂端留有孔洞，鋼筋伸出上柱底端，上下柱之間的接頭由鋼筋插入灌滿水泥漿的孔洞來實現；所述新增預制框架梁(10)、新增預制樓板(3)對應位置預留孔道(6)以便穿入無粘結預應力筋(7)，原框架梁(2)與新增預制樓板(12)對應位置通過鉆孔形成孔道(6);所述新增預制框架梁(10)與新增預制框架柱(11)之間，新增預制鋼筋混凝土框架(9)與新增預制樓板(12)之間，原框架梁(2)與新增預制樓板(12)之間均留有8?IOmm寬的縫隙(4)，通過砂漿(5)封閉；無粘結預應力筋(7)穿過預留孔道(6)后進行張拉，再通過錨具(8)錨固，將待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架(I)、新增預制樓板(12)、用于加固的新增預制鋼筋混凝土框架(9)裝配成一個空間整體。
2.根據權利要求1所述的一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法，其特征在于，所述新增預制鋼筋混凝土框架(9)與新增預制樓板(12)的混凝土及鋼筋強度等級高于待加固建筑物外側鋼筋混凝土原框架(I);所述新增預制框架梁(10)、新增預制框架柱(11)、新增預制樓板(12)的截面尺寸及配筋量應依據《混凝土結構設計規范》GB50010—2010的要求設計。
3.根據權利要求1所述的一種外設裝配式子結構加固已有建筑物的方法，其特征在于，所述新增預制框架梁(10)和新增預制框架柱(11)對應位置預留無粘結預應力筋孔道(6);所述新增預制框架梁(10)、新增預制樓板(12)沿跨度方向每隔500?IOOOmm預留一排無粘結預應力筋孔道(6);所述原框架梁(2)與新增預制樓板(12)對應位置通過鉆孔留形成孔道(6 );所述孔道(6 )的位置應避開原框架梁(2 )、新增預制框架梁(10 )、新增預制框架柱(11)、新增預制樓板(12)內部鋼筋；所述孔道(6)的內徑應比無粘結預應力筋(7)的直徑大6?15mm。
【文檔編號】E04G23/02GK103741958SQ201310743473
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】李振寶, 陳磊, 解詠平, 高宇, 馬華 申請人:北京工業大學