一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构制造技术

本发明专利技术涉及一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，在被加固的框架结构平面内，沿相邻两个框架柱（1）和上下框架梁（2）所形成的框架单元的对角线对称布置两根交叉设置的钢拉杆（5），每根钢拉杆（5）的一端锚固于一框架柱（1）顶部，另一端锚固于相邻另一框架柱（1）底部，通过对两根钢拉杆（5）施加预应力，形成两个框架柱（1）间的预张紧侧向钢支撑；本发明专利技术不仅仅对原有建筑影响较小，结构自重增加也较少，加固基本不会引起建筑使用面积减少，施工现场噪音低，扬尘少，施工绿色环保；还有效提高被加固框架结构的层间抗侧刚度、抗震承载力和侧向变形回复能力，从而提高既有框架结构的抗震韧性。抗震韧性。抗震韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构


[0001]本专利技术涉及一种建筑抗震加固结构，尤其是涉及一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构进行抗震加固的技术。

技术介绍

[0002]当前，随着人民生活水平的日益提高，对房屋建筑的安全性要求也越来越高，房屋建筑的抗震设防除了要满足规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本要求外，更应具有良好的抗震韧性，在地震中能够减轻损伤，在地震后能够快速恢复其使用功能。因此，提高建筑抗震韧性将是当前和未来建筑发展的最主要的发展方向之一。对于现存大量的既有建筑，由于受当时建造时抗震设防理念不完善的影响，绝大部分建筑的抗震韧性较差，既有建筑的抗震韧性提升机理及方法是当前工程抗震领域的重要课题。
[0003]钢筋混凝土框架结构在我国既有建筑中所占比例较大，一些框架结构建筑的抗震性能不满足抗震设防的基本要求，在强烈地震作用下易发生倒塌或严重损毁，导致人员伤亡；另一些框架结构建筑虽然能满足抗震设防的三水准要求，但也存在抗震韧性不足的问题，其在给定水准地震作用下，虽能实现“大震不倒”，但无法维持与快速恢复建筑的使用功能。
[0004]钢筋混凝土框架结构的传统抗震加固技术主要包括构件直接加固技术和结构整体抗震加固技术两类。构件直接加固是指通过对原有结构构件采取增大构件截面、外包型钢、粘贴碳纤维、钢板等加固方式，直接提高构件的承载能力或刚度的加固方法，结构整体抗震加固则是指在结构内外增设抗震墙、支撑等抗侧力构件从而减少原有结构受力的加固方法。采用这些传统方法加固后的建筑，其主要通过建筑自身的开裂和塑性变形的发展耗散地震能量，虽能实现“大震不倒”，但是建筑在地震中一般会出现较大的难以恢复的变形，损伤严重，震后可修复性较差，导致其抗震韧性较差。因此，研究既有钢筋混凝土框架结构的抗震韧性提升技术是当前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术设计了一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其解决的技术问题是当前既有钢筋混凝土结构的传统抗震加固技术主要通过建筑结构自身出现裂缝、损伤和塑性变形以耗散地震能量，建筑在地震作用下一般会出现较大的难以恢复的变形，损伤严重，震后可修复性较差，抗震韧性较差等问题。
[0006]为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：在被加固的框架结构平面内，沿相邻两个框架柱和上下框架梁所形成的框架单元的对角线对称布置两根交叉设置的钢拉杆，每根钢拉杆的一端锚固于一框架柱顶部，另一端锚固于相邻另一框架柱底部，通过对两根钢拉杆施加预应力，形成两个框架柱间的预张紧侧向钢支撑；所述钢拉杆在安装完毕后应施加预应力，预应力的大小应保证钢拉杆在经历罕遇和极罕遇地震后
仍保持弹性，且不得受压；交叉设置的两根钢拉杆设计为在罕遇和极罕遇地震下保持弹性，有效提高被加固框架结构的层间抗侧刚度、抗震承载力和侧向变形回复能力，从而提高既有框架结构的抗震韧性。
[0007]优选地，当被加固的框架结构位于建筑内部时，采用增大截面法对框架柱进行加固，加固后的框架柱外围包裹增大截面柱，以减小钢拉杆的预应力对框架柱轴压比的不利影响。
[0008]优选地，增大截面柱穿过上层楼板延伸至上层框架柱底部，同时穿过下层楼板延伸至下层框架梁下部；所述钢拉杆应成对布置在被加固框架结构两侧，其上端斜向穿过上层楼板，锚固于上层柱底增大截面柱中；所述钢拉杆下端斜向穿过下层楼板，锚固于下层柱顶增大截面柱中。
[0009]优选地，在上层和下层的楼板上开有供所述钢拉杆斜向通过的穿孔，所述上层和下层的楼板上的所述穿孔与所述钢拉杆之间的间隙采用高强砂浆或灌浆料填实；或/和，所述被加固的框架结构中框架柱、框架梁和楼板为采用钢筋绑扎、支设模板并浇筑混凝土所形成的钢筋混凝土结构；或/和，所述被加固的框架结构能够位于多层建筑的任意一层，由相邻框架柱和该楼层和下层框架梁围合而成；或/和，所述钢拉杆上端锚固为张拉端锚具和所述钢拉杆下端锚固为固定端锚具，张拉端锚具和固定端锚具根据钢拉杆材料的不同分别采用螺母式锚具和夹片式锚具；或/和，所述钢拉杆采用高强碳素钢棒或高强低松弛预应力钢绞线。
[0010]优选地，当被加固的框架结构位于建筑边缘时，采用外附预制边框结构对框架柱进行加固，加固后的框架柱外附预制边框柱，以减小钢拉杆的预应力对框架柱轴压比的不利影响。
[0011]优选地，外附边框结构包括预制边框柱和预制边框梁，两者采用刚性节点连接，边框柱应设置基础，并从基础开始向上布置；所述钢拉杆应随外附边框结构设置在被加固框架结构的外侧，其上端斜向穿过边框柱内预留孔道，锚固于上层边框梁和边框柱的连接节点处；所述钢拉杆下端斜向穿过边框柱内预留孔道，锚固于下层边框梁与边框柱的连接节点处。
[0012]优选地，所述框架柱与外附边框柱之间应留有10
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20mm厚的间隙，并采用高强无收缩灌浆材料灌注填实，框架柱与外附边框柱之间采用锚栓连接，锚栓的一端应植入框架柱中，另一端应插入边框柱的预留孔中，外露部分用螺母紧固；优选地，所述钢拉杆采用高强碳素钢棒或高强低松弛预应力钢绞线；优选地，所述钢拉杆上端锚固为张拉端锚具和所述钢拉杆下端锚固为固定端锚具，张拉端锚具和固定端锚具根据钢拉杆材料的不同分别采用螺母式锚具和夹片式锚具；优选地，所述被加固的框架结构中框架柱、框架梁和楼板为采用钢筋绑扎、支设模板并浇筑混凝土所形成的钢筋混凝土结构；优选地，所述被加固的框架结构能够位于多层建筑的任意一层，由相邻框架柱和该楼层和下层框架梁围合而成。
[0013]一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构制作方法，当框架柱采用增大截面法加固时，包括以下步骤：
步骤1、在被加固框架柱周围进行测量放线，确定增大截面柱的尺寸和位置以及增大截面柱的拉结筋的位置，同时确定钢拉杆穿过楼板的位置，拉结筋用于将增大截面的钢筋骨架与框架柱拉结固定，有助于增大截面柱与框架柱的协同工作；步骤2、对框架柱、框架梁和楼板要与增大截面柱的混凝土接触的表面进行基层处理，保证新旧混凝土结合紧密；步骤3、在框架柱上对增大截面柱的拉结筋进行植筋固定，在钢拉杆与楼板相交处，在楼板上开穿孔，穿孔的孔径尺寸应保证钢拉杆及其预留孔道能够顺利穿过；步骤4、绑扎安装增大截面柱的纵向钢筋和箍筋；其中，纵向纵筋应采用后锚固方式穿过上、下层的楼板并按构造锚固，在梁柱节点核心区，箍筋采用后锚固方式水平穿过框架梁并绑扎或焊接为封闭箍；步骤5、增大截面柱位于楼层的上、下两端相应位置预留钢拉杆的孔道并预埋钢拉杆的承压装置，保证钢拉杆可以顺利穿过并安装；步骤6、对增大截面柱钢筋绑扎情况进行检验验收，合格后设增大截面柱的模板并浇筑混凝土，达到拆模强度后，拆除模板并对混凝土进行养护；步骤7、增大截面柱的混凝土经养护达到设计强度后，加工制作钢拉杆并安装固定端锚具，自下而上斜向安装钢拉杆，使其依次穿过下层预留孔道、下层的楼板、上层的楼板和柱顶孔道，两根钢拉杆交叉设置，然后安装张拉端锚具；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：在被加固的框架结构平面内，沿相邻两个框架柱（1）和上下框架梁（2）所形成的框架单元的对角线对称布置两根交叉设置的钢拉杆（5），每根钢拉杆（5）的一端锚固于一框架柱（1）顶部，另一端锚固于相邻另一框架柱（1）底部，通过对两根钢拉杆（5）施加预应力，形成两个框架柱（1）间的预张紧侧向钢支撑；所述钢拉杆（5）在安装完毕后应施加预应力，预应力的大小应保证钢拉杆（5）在经历罕遇和极罕遇地震后仍保持弹性，且不得受压；交叉设置的两根钢拉杆（5）设计为在罕遇和极罕遇地震下保持弹性，有效提高被加固框架结构的层间抗侧刚度、抗震承载力和侧向变形回复能力，从而提高既有框架结构的抗震韧性。2.根据权利要求1所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：当被加固的框架结构位于建筑内部时，采用增大截面法对框架柱（1）进行加固，加固后的框架柱（1）外围包裹增大截面柱（4），以减小钢拉杆（5）的预应力对框架柱（1）轴压比的不利影响。3.根据权利要求2所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：增大截面柱（4）穿过上层楼板（3）延伸至上层框架柱（1）底部，同时穿过下层楼板（3）延伸至下层框架梁（2）下部；所述钢拉杆（5）应成对布置在被加固框架结构两侧，其上端斜向穿过上层楼板（3），锚固于上层柱底增大截面柱（4）中；所述钢拉杆（5）下端斜向穿过下层楼板（3），锚固于下层柱顶增大截面柱（4）中。4.根据权利要求2
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3所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：在上层和下层的楼板（3）上开有供所述钢拉杆（5）斜向通过的穿孔（6），所述上层和下层的楼板（3）上的所述穿孔（6）与所述钢拉杆（5）之间的间隙采用高强砂浆或灌浆料填实；或/和，所述被加固的框架结构中框架柱（1）、框架梁（2）和楼板（3）为采用钢筋绑扎、支设模板并浇筑混凝土所形成的钢筋混凝土结构；或/和，所述被加固的框架结构能够位于多层建筑的任意一层，由相邻框架柱（1）和该楼层和下层框架梁（2）围合而成；或/和，所述钢拉杆（5）上端锚固为张拉端锚具（7）和所述钢拉杆（5）下端锚固为固定端锚具（12），张拉端锚具（7）和固定端锚具（12）根据钢拉杆材料的不同分别采用螺母式锚具和夹片式锚具；或/和，所述钢拉杆（5）采用高强碳素钢棒或高强低松弛预应力钢绞线。5.根据权利要求1所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：当被加固的框架结构位于建筑边缘时，采用外附预制边框结构对框架柱（1）进行加固，加固后的框架柱（1）外附预制边框柱（8），以减小钢拉杆（5）的预应力对框架柱（1）轴压比的不利影响。6.根据权利要求5所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：外附边框结构包括预制边框柱（8）和预制边框梁（9），两者采用刚性节点连接，边框柱
（8）应设置基础，并从基础开始向上布置；所述钢拉杆（5）应随外附边框结构设置在被加固框架结构的外侧，其上端斜向穿过边框柱（8）内预留孔道，锚固于上层边框梁（9）和边框柱（8）的连接节点处；所述钢拉杆（5）下端斜向穿过边框柱（8）内预留孔道，锚固于下层边框梁（9）与边框柱（8）的连接节点处。7.根据权利要求6所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：所述框架柱（1）与外附边框柱（8）之间应留有10
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20mm厚的间隙（10），并采用高强无收缩灌浆材料灌注填实，框架柱（1）与外附边框柱（8）之间采用锚栓（11）连接，锚栓（11）的一端应植入框架柱（1）中，另一端应插入边框柱（8）的预留孔中，外露部分用螺母紧固。8.根据权利要求5
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7所述的预张紧交叉钢拉杆支撑加固钢筋混凝土框架结构，其特征在于：所述钢拉杆（5）采用高强碳素钢棒或高强低松弛预应力钢绞线；或/和，所述钢拉杆（5）上端锚固为张拉端锚具（7）和所述钢拉杆（5）下端锚固为固定端锚具（12），张拉端锚具（7）和固定端锚具（12）根据钢拉杆材...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘航，韩明杰，罗爱武，杨学中，崔宏剑，杨建文，吴岳松，曾永璇，翟帅虎，范钰麟，
申请(专利权)人：北京市建筑工程研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：