[发明专利]既有砌体结构外套避难仓结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种既有结构加固改造方法，特别是一种既有砌体结构外套避难仓结构及其施工方法，属于抗震加固技术领域。

背景技术

目前既有建筑逃生方法非常多，这些方法大多以“逃”为主，这些方法对火灾或许能起一些作用，但对地震来说，由于地震来临的不确定性，可能起到的作用并不是很大。我国老旧住宅以砌体砖混结构居多，由于砌体结构建造成本较低，我国于上世纪90年代中期以前建造了大量的砌体结构，由于砌体结构材料的脆性性质，其抗剪、抗拉和抗弯强度比较低，导致砌体房屋的抗震能力较差。在国内外历次强烈地震中，砌体结构破坏是相当严重的，可以说是毁灭性的整体垮塌。由于地震的不确定性主要表现在地震波的大小和方向不确定、地震时间不确定、反应速度不确定等因素，使人“逃”的时间几乎没有。因此，对于现有的未经抗震处理的砌体结构采取实质、有效的抗震难仓措施是十分必要的。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出了一种既有砌体结构外套避难仓结构及其施工方法，其结合目前老旧住宅外套加固改造工程，将老旧住宅砌体结构新增加的外套部分设置为安全的刚体空间，整栋楼上下贯通，形成安全的外套避难仓。

本发明的技术方案如下：

既有砌体结构外套避难仓结构，包括数个避难仓单元，数个避难仓单元并排连接分别设置于既有砌体结构南、北向，从而构成南、北向两个外套避难仓；每个避难仓单元为由8根型钢梁和4根型钢柱构成的六面体空间结构，所述避难仓单元六个面内均采用钢斜撑对拉，避难仓单元上、下表面分别安装有钢板；所述型钢梁包括新加纵向钢梁、新加横向钢梁，所述型钢柱包括新加外型钢柱、新加内型钢柱；所述新加内型钢柱贴紧在既有砌体结构外墙外，并通过螺栓将外墙、外墙间的内横墙以及新加内型钢柱连接在一起，而远离既有砌体结构外墙一侧的型钢柱为新加外型钢柱；其中，与外墙平行的型钢梁为新加纵向钢梁，而与外墙垂直的型钢梁为新加横向钢梁，新加纵向钢梁、新加横向钢梁、新加外型钢柱、新加内型钢柱相互连接，共同构成一六面体空间结构；南、北向两个外套避难仓通过钢拉杆对拉连接。

所述钢拉杆设置于既有砌体结构屋顶下方。

所述螺栓长度不小于1000mm，螺栓纵向间距为1000mm。

所述避难仓单元在有门洞的一面采用门洞双斜杆钢斜撑拉接，在有外窗的一面采用窗洞双斜杆钢斜撑拉接，其余四面采用无洞口十字交叉钢斜撑拉接。

所述钢板的厚度为20mm。

所述型钢柱为工字钢。

所述工字钢腹板与翼缘之间焊接有肋板，工字钢外面包裹有混凝土。

上述既有砌体结构外套避难仓的施工方法具体步骤如下：

步骤1：根据设计图纸，在既有砌体结构南、北两侧安装型钢柱的位置预先做好钢柱基础；

步骤2：装配型钢柱、型钢梁以及钢斜撑，构成避难仓单元，并预留门、窗洞口，数个避难仓单元并排设置从而构成南、北向两个外套避难仓；

步骤3：将新加内型钢柱与原砌体结构外墙及对应的内横墙通过螺栓连接，植入原砌体结构内横墙的螺栓与新加内型钢柱通过螺母连接；

步骤4：将钢板设置于避难仓单元的上、下表面；

步骤5：通过屋顶下部的钢拉杆将南、北向的两处外套避难仓对拉，钢拉杆的间距不小于500mm；

步骤6：采用肋板将型钢柱工字钢的腹板和翼缘进行加强，然后浇注混凝土包裹工字钢。

有益效果：

采用本发明的结构，当地震来临时，既有砌体结构和新增外套避难仓共同抵抗地震波的侵袭，即使原砌体结构产生较大的裂缝，甚至局部破损、脱落，刚性外套避难仓由于钢结构的延性好，局部可能发生变形，但外套避难仓完整性不会被破坏，保证外套避难仓内有较大的活动空间，使“躲”在外套避难仓内的人们不致于被砌体碎块压死，延缓人们的救援时间。由于外套避难仓属于组合结构，组合结构具有节约钢材、提高混凝土利用系数、抗震性能好等优点，同时可以避免强震时造成巨大的人员伤亡和避免财产损失，该技术具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明在砌体结构外增设的外套避难仓平面示意图；

图2为图1的A-A剖视图(砌体结构增设外套避难仓立面图)；

图3为图1的B-B局部剖视图(型钢柱与砌体结构通过钢筋连接示意图)；

图4为C向视图(有门洞十字交叉钢斜撑连接图)；

图5为D向视图(无洞口十字交叉钢斜撑连接图)；

图6为E向视图(窗洞双斜杆钢斜撑连接图)；

图7为外包混凝土的型钢柱连接图；