一种附加式空间约束高延性砌体改造结构及施工方法技术

一种附加式空间约束高延性砌体改造结构及施工方法，该加固体系包括原屋面板、原砌体外墙、原标准层楼板、围绕原砌体外墙设置的附加基础、附加基础上连接的附加柱、沿附加柱的高度方向分层设置的附加水平构件和至少一个抗侧力构件，使附加空间框架与抗侧力构件形成抗侧力结构，提升原砌体结构的整体性；抗侧力构件与附加空间框架连接但是不连接原砌体外墙，刚度较大，同时可以独立变形，附加柱和附加水平构件可以在施工时均在原砌体结构的外侧进行，可提升施工质量，不影响居民的正常生活。附加电梯和附加屋顶的绿化可大大提升居民的生活品质，为老弱居民提供很大的方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种砌体加固体系及其施工方法，特别是一种附加式空间约束高延性加固体系及其施工方法。
技术介绍
现有的许多老旧房屋一般均为砌体结构房屋，通常存在以下参见问题：一、结构抗震问题，其抗震性能较差，存在重大安全隐患，必须进行加固改造。二、居住舒适性的问题，1.居民生活条件差，空间狭小；2.竖向交通无电梯，老人爬楼困难；3、绿化空间小。三、经济问题，居民收入有限，难以置换新房屋。结构抗震问题中，目前的常用加固改造技术包括直接加固和间接加固两种，其中最常用的直接加固办法为钢筋混凝土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法和增设扶壁柱加固法，间接加固一般为无粘结外包型钢加固法和预应力撑杆加固法等方式。钢筋混凝土外加层加固法存在湿作业多、对生产和生活有一定的影响、且加固后的建筑物净空有一定的减小等问题；钢筋水泥砂浆外加层加固法则存在承载力不高、无法满足抗震需求的问题；增设扶壁柱加固法与钢筋水泥砂浆外加层加固法的缺陷类似，也是承载力提高有限、无法满足抗震需求仅在非震区使用；间接加固法则现场质量难以控制、工人劳动强度大、对居民干扰比较大。并且，生活空间狭小、竖向交通不便、绿化较少等相关问题即居住舒适性和经济问题则以往的加固改造方案并考虑到。因此如何找到一种在现有房屋改造工程中，适当增加空间使用面积、提升空间使用品质、适当增加绿化面积，同时保证抗震性能、对居民干扰少的新型砌体加固改造结构体系成为新的研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种空间约束高延性砌体加固体系及其施工方法，要解决现有砌体结构房屋现有的加固方法中存在的抗震性能无法保证，对居民干扰大的技术问题，还要解决目前的加固改造方案没有考虑生活空间狭小、竖向交通不便、绿化较少等住宅舒适性的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种附加式空间约束高延性砌体改造结构，包括原基础、原屋面梁板、原砌体外墙、原标准层梁板、围绕原砌体外墙设置的附加基础、以及立于附加基础上、与原砌体外墙连接的附加空间框架，所述原基础与附加基础固定连接，所述附加空间框架包括内附加柱、外附加柱、各层内附加水平构件和各层附加梁板，所述附加空间框架内连接有至少一个抗侧力构件，使附加空间框架与抗侧力构件形成抗侧力结构；所述内附加柱紧贴原砌体外墙的外侧表面设置、与原砌体外墙连接为一体；所述外附加柱位于内附加柱的外侧设置；所述内附加水平构件的两端连接在相邻的内附加柱的柱身之间；所述附加梁板连接于相邻的外附加柱之间；各层内附加水平构件以及各层附加梁板的设置位置均与各层原标准层梁板的位置在同一高度并与其外侧连接；顶层附加水平构件以及顶层附加梁板的设置位置与原屋面梁板的位置相对应，顶层附加水平构件的内侧与原屋面梁板的四周外侧连接。各层附加梁板均包括外附加梁、连接内附加柱与外附加柱的连梁以及铺设连接于外附加梁、连梁以及位于同一层的内附加水平构件上的附加板。所述原屋面梁板为预制楼板，所述原屋面梁板的上侧连接附加钢筋混凝土楼板，附加钢筋混凝土楼板与原屋面梁板复合连接为一体，所述附加钢筋混凝土楼板的四周与内附加柱和/或内附加水平构件连接。所述内附加柱和外附加柱的柱身均向上延伸，沿两者柱身延长部连接有至少一层新梁板，延长部的柱顶连接有至少一层新楼面或新屋面。所述新屋面上施工有屋顶绿化层和/或太阳能热水系统。原砌体房屋各层楼梯间休息平台处的外侧设有竖向的电梯，该电梯与附加空间框架连接。所述内附加柱和外附加柱为钢筋混凝土柱、钢柱、钢管混凝土柱、钢管钢筋混凝土柱或钢骨钢筋混凝土柱，所述钢骨钢筋混凝土柱中的钢骨是焊接或轧制的工字钢、槽钢或角钢，所述钢筋混凝土柱为现浇柱或预制柱。所述内附加水平构件为钢筋混凝土构件、钢构件、钢管混凝土构件、钢管钢筋混凝土构件、钢骨钢筋混凝土构件，所述钢骨钢筋混凝土构件中的钢骨是焊接或轧制的工字钢、槽钢或角钢，所述钢筋混凝土构件为现浇构件或预制构件。所述内附加柱与原砌体外墙通过水泥浆层、水泥砂浆层、混凝土层、粘结剂、栓钉、植筋或膨胀螺栓连接为一体。所述内附加水平构件与内附加柱之间、外梁与外附加柱之间、连梁与内附加柱以及连梁与外内附加柱之间的节点连接为钢结构连接时采用栓接或焊接的形式，节点连接为混凝土连接时采用节点处填充有现浇钢筋混凝土或现浇钢筋水泥砂浆连接的形式。所述内附加水平构件与原屋面梁板、原标准层梁板之间通过垫片、胶剂、栓钉、植筋或膨胀螺栓连接为一体。所述原标准层梁板为预制板，在原砌体外墙内增设钢拉杆，该钢拉杆的两端与内附加柱连接为一体。所述抗侧力构件为抗侧力斜撑或抗侧力墙，所述抗侧力斜撑与原砌体结构无连接，其两端分别栓接或者焊接在斜向相对的两个附加空间框架的连接节点之间，所述抗侧力斜撑为为普通钢支撑或耗能支撑，所述普通钢支撑为劲性钢支撑、内填充混凝土或者钢筋混凝土的钢管支撑，所述劲性钢支撑包括钢芯和外包层，所述钢芯是焊接或轧制的工字钢、槽钢或角钢，所述外包层是预制钢筋混凝土层、预制混凝土层或预制水泥砂浆层，，所述抗侧力墙与原砌体结构无连接，其四周连接在柱间和/或梁间，所述抗侧力墙为预制钢筋混凝土墙、现浇钢筋混凝土墙、钢板墙、约束钢板墙或者上述的组合。所述附加基础为砌体基础、钢筋混凝土基础或桩基础，其中钢筋混凝土基础为独立基础、筏板基础、或者梁式基础，相邻的基础之间可以设有基础拉梁。这种附加式空间约束高延性砌体改造结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：步骤一，在原砌体结构房屋的外围施工附加基础，并将附加基础与原基础连接；步骤二，所述内附加柱包括首层内附加柱和标准节内柱，在附加基础上固定首层内附加柱和首层外附加柱的柱底，将首层内附加柱的柱身紧贴原砌体外墙并与其固定连接；步骤三，在首层内附加柱的顶部之间连接内附加水平构件，并把内附加水平构件与原标准层梁板或者外圈梁固定连接，所述外附加柱包括首层外附加柱和标准节外柱，在首层外附加柱的顶部之间连接附加梁板；步骤四，在首层内附加柱上连接标准节内柱，并将标准节内柱的柱身紧贴原砌体外墙与其固定连接，在首层外附加柱上连接标准节外柱；步骤五，在标准节内柱顶部之间连接内附加水平构件，并把内附加水平构件与原标准层楼板或者外圈梁固定连接，在标准节外柱的顶部继续连接附加梁板；步骤六，循环上述施工步骤，直至施工到顶层附加水平构件和顶层附加梁板，并把顶层附加水平构件与原屋面板固定连接；步骤七，在附加空间框架的内侧施工抗侧力构件；所述步骤六之后，在各层楼梯间休息平台处的外侧、附加空间框架上连接电梯。所述步骤六之后，在原屋面梁板的上侧浇筑附加钢筋混凝土楼板，覆盖并养护至预定强度，附加钢筋混凝土楼板的四周边部盖于内附加柱的柱顶并与其固定连接，或者与内附加水平构件的内侧固定连接。所述步骤六之后，将附加柱和外附加柱的柱身均向上延伸，延长部的柱顶连接新屋面，并在新屋面上施工屋顶绿化层和/或太阳能热水系统。所述步骤一中，在相邻的附加基础之间施工基础拉梁。所述步骤五之后，在原砌体外墙内增设钢拉杆，该钢拉杆的两端与内附加柱连接为一体。所述内附加柱、内附加水平构件、顶层附加水平构件、外附加柱、附加梁板、顶层附加梁板和抗侧力构件为预制构件时，在步骤一前把所有预制构件在工厂加工后运送至现场，所述内附加柱、内附加水平构件、顶层附加水平构件、外附加柱、附加梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：包括原基础（17）、原屋面梁板（1）、原砌体外墙（2）、原标准层梁板（3）、围绕原砌体外墙（2）设置的附加基础（4）、以及立于附加基础（4）上、与原砌体外墙连接的附加空间框架，所述原基础（17）与附加基础（4）固定连接，所述附加空间框架由内附加柱（5）、外附加柱（10）、各层内附加水平构件（6）和各层附加梁板连接而成，所述附加空间框架内连接有至少一个抗侧力构件（7）；所述内附加柱（5）紧贴原砌体外墙（2）的外侧表面设置、与原砌体外墙（2）连接为一体；所述外附加柱（10）位于内附加柱（5）的外侧设置；所述内附加水平构件（6）的两端连接在相邻的内附加柱（5）的柱身之间；所述附加梁板连接于相邻的外附加柱（10）之间；各层内附加水平构件（6）以及各层附加梁板的设置位置均与各层原标准层梁板（3）的位置在同一高度并与其外侧连接；顶层附加水平构件（6.1）以及顶层附加梁板的设置位置与原屋面梁板（1）的位置相对应，顶层附加水平构件（6.1）的内侧与原屋面梁板（1）的四周外侧连接。

【技术特征摘要】
1.一种附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：包括原基础（17）、原屋面梁板（1）、原砌体外墙（2）、原标准层梁板（3）、围绕原砌体外墙（2）设置的附加基础（4）、以及立于附加基础（4）上、与原砌体外墙连接的附加空间框架，所述原基础（17）与附加基础（4）固定连接，所述附加空间框架由内附加柱（5）、外附加柱（10）、各层内附加水平构件（6）和各层附加梁板连接而成，所述附加空间框架内连接有至少一个抗侧力构件（7）；所述内附加柱（5）紧贴原砌体外墙（2）的外侧表面设置、与原砌体外墙（2）连接为一体；所述外附加柱（10）位于内附加柱（5）的外侧设置；所述内附加水平构件（6）的两端连接在相邻的内附加柱（5）的柱身之间；所述附加梁板连接于相邻的外附加柱（10）之间；各层内附加水平构件（6）以及各层附加梁板的设置位置均与各层原标准层梁板（3）的位置在同一高度并与其外侧连接；顶层附加水平构件（6.1）以及顶层附加梁板的设置位置与原屋面梁板（1）的位置相对应，顶层附加水平构件（6.1）的内侧与原屋面梁板（1）的四周外侧连接。2.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：各层附加梁板均包括外附加梁（11）、连接内附加柱（5）与外附加柱（10）的连梁（12）以及铺设连接于外附加梁（11）、连梁（12）以及位于同一层的内附加水平构件（6）上的附加板（13）。3.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述原屋面梁板（1）为预制楼板，所述原屋面梁板的上侧连接附加钢筋混凝土楼板（9），附加钢筋混凝土楼板（9）与原屋面梁板（1）复合连接为一体，所述附加钢筋混凝土楼板（9）的四周与内附加柱（5）和/或内附加水平构件（6）连接。4.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加柱（5）和外附加柱（10）的柱身均向上延伸，延长部的柱顶连接有至少一层新楼面或新屋面（15）。5.根据权利要求4所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述新屋面（15）上施工有屋顶绿化层（23）和/或太阳能热水系统（24）。6.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：原砌体房屋各层楼梯间休息平台处的外侧设有竖向的电梯（16），该电梯与附加空间框架连接。7.根据权利要求1-6任意一项所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加柱和外附加柱为钢筋混凝土柱、钢柱、钢管混凝土柱、钢管钢筋混凝土柱或钢骨钢筋混凝土柱，所述钢骨钢筋混凝土柱中的钢骨是焊接或轧制的工字钢、槽钢或角钢，所述钢筋混凝土柱为现浇柱或预制柱。8.根据权利要求1-6任意一项所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加水平构件为钢筋混凝土构件、钢构件、钢管混凝土构件、钢管钢筋混凝土构件、钢骨钢筋混凝土构件，所述钢骨钢筋混凝土构件中的钢骨是焊接或轧制的工字钢、槽钢或角钢，所述钢筋混凝土构件为现浇构件或预制构件。9.根据权利要求7所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加柱与原砌体外墙通过水泥浆层、水泥砂浆层、混凝土层、粘结剂、栓钉、植筋或膨胀螺栓连接为一体。10.根据权利要求8所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加水平构件与内附加柱之间、外梁与外附加柱之间、连梁与内附加柱以及连梁与外内附加柱之间的节点连接为钢结构连接时采用栓接或焊接的形式，节点连接为混凝土连接时采用节点处填充有现浇钢筋混凝土或现浇钢筋水泥砂浆连接的形式。11.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述内附加水平构件与原屋面梁板、原标准层梁板之间通过垫片、胶剂、栓钉、植筋或膨胀螺栓连接为一体。12.根据权利要求1所述的附加式空间约束高延性砌体改造结构，其特征在于：所述原标准层梁板为预制板，在原砌体外墙内增设钢拉杆，该钢拉杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：姚攀峰，
类型：发明
国别省市：北京;11