抗震民用住宅建築物的製作方法

2023-09-14 09:53:20 2

專利名稱：抗震民用住宅建築物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築物，具體說，是一種抗震民用住宅建築物。
背景技術：
地震是地球運動和發展過程中，所形成的一種隨機的，突發性、毀滅性的自然災 害，不僅能夠摧毀建築、道路、橋梁、港口、大壩等重要建築，而且致使受災地區的生命線工 程(水、電力、煤氣、通訊等工程)中斷，並可能引發火災、疾病等次生災害，乃至危及人類生 命安全。世界上破壞性的強地震平均每年約18次，給人類造成非常大的災難。中國位於 世界兩大地震帶——環太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯部位，受太平洋板塊、印度板塊 和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發育。中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布 廣，可以說是一個震災嚴重的國家。統計數字表明，中國的陸地面積佔全球陸地面積的十五 分之一；中國的人口佔全球人口的五分之一左右，然而中國的陸地地震竟佔全球陸地地震 的三分之一，而造成地震死亡的人數竟達到全球的1/2以上。這些特殊的原因都說明了中 國的人口密、人口多，但由於中國的經濟相對落後，房屋的抗震設計和建造有很多不足，加 之中國的地震活動十分頻繁，造成了我國地震災害嚴重的現狀。砌體結構一般指用各種塊材(普通粘土磚、空心磚、石材及各種砌塊)和砂漿砌 築的構築物。砌體結構歷史悠久，我國歷來就有「秦磚漢瓦」之說，馳名世界的萬裡長城，趙 州橋等，都是砌體結構在建築應用上的光輝典範。同時砌體結構也是我國主要的建築結構 形式之一。其中民用住宅建築中約佔90%以上，在整個建築業中約佔80%。由於砌體結構 本身是一種由脆性材料構成的結構，非常不利於抗震。加之整個砌體結構由於其構件組成 和連接方式的內在原因，使之具有脆性性質並且自重較大，砌體的抗剪、抗拉和抗彎的強度 低，使其抗震性能較差，抗破壞能力低。國內外的地震無一例外的表明無筋砌體結構不能 承受大地震的考驗。儘管砌體結構的抗震性能不強，但與鋼筋混凝土結構、鋼結構相比，砌 體結構造價低廉，施工簡便，取材容易，具有良好的隔熱、隔音性能，一直為廣大工程設計人 員、施工人員及業主所喜愛。根據我國國情，不可能把砌體結構完全摒棄，在分析和總結震 害的基礎上，應著力推廣約束砌體結構、配筋砌體或砌體組合結構，最大限度地提高砌體的 抗震性能。中國專利公開的《砌體-鋼筋混凝土筒體結構及其施工方法》(申請號 200810303142. X)，參見圖19(圖19中9為砌築牆體；10為鋼筋混凝土筒體；17為結構 梁)，該組合建築結構由砌體結構與鋼筋混凝土筒體結構兩大部分組成，每層使用單元的一 部分牆體是砌築牆體，另一部分牆體圍合成至少一個鋼筋混凝土筒體，鋼筋混凝土筒體上 開有洞口，鋼筋混凝土筒體與砌築牆體之間在頂部由樓蓋連接。可有效增強砌體結構的抗 震性能，同時由於其良好的抗震性能和較安全的結構形式可成為災難來臨時最近的避難場 所，甚至在結構整體倒塌的情況下，仍可以保持相對完整的結構和較大的生存空間更便於 外界快速救援。其不足之處是1.就結構本身來說，沒有考慮地震對建築物的扭轉作用，房屋形狀不規則，質量、剛度分布不均衡，抗側剛度不均勻，在地震時，建築物容易扭轉、傾覆。2.對於一個具體的建築物來說，應該根據該建築物所在地區抗震設防烈度、場地 類型、建築物自振周期、場地特徵周期、彈性層間位移角限值、非承重牆的自振周期折減系 數確定建築物的特徵剛度係數，然後才能合理設計鋼筋混凝土剪力牆與砌築牆的面積比、 鋼筋混凝土剪力牆的片數和組合形式，使建築物的特徵剛度係數趨於合理。但該發明中既 沒有說明建築物所在地區的抗震設防烈度及建築物的特徵剛度係數，也沒有說明鋼筋混凝 土剪力牆與砌築牆的面積比、鋼筋混凝土剪力牆的片數和組合形式、建築物層高及層數，也 就是說，該發明只是提供了一種技術思路，沒有給出可供實際工程實施的具體技術方案，他 人無法根據該發明的記載，設計、建設出實體建築物，因而沒有實用性。3.由於該發明沒有給出鋼筋混凝土剪力牆與砌築牆的面積比，建築物的抗震性能 和經濟可行性都是不確定的，剪力牆少了，抗震性能不能滿足要求，剪力牆多了，造價增高， 建築物的性價比低，是一種浪費。

發明內容
本發明的目的，是為了克服上述現有技術的不足，提供一種結構合理、性價比高、 技術成熟、可以實施的抗震民用住宅建築物。本發明的技術方案是一種抗震民用住宅建築物，該建築物為多層結構，每一層由牆體和樓板圍成若干 使用單元，各層均有圈梁及構造柱；所述使用單元的牆體一部分是砌築牆，另一部分是鋼筋 混凝土剪力牆，所述鋼筋混凝土剪力牆有如下兩種結構(1).所述鋼筋混凝土剪力牆為四面牆片圍成的筒體；(2).所述鋼筋混凝土剪力牆為兩面構造，其截面呈L形；所述鋼筋混凝土剪力牆分布在使用單元的四個角部，使建築物的剛度和質量分布 均衡。所述使用單元的中央還有由四面內牆圍成的鋼筋混凝土剪力牆筒體。所述抗震民用住宅建築物的特徵剛度係數λ v與該建築物所在地區抗震設防烈 度、場地類型、建築物自振周期、場地特徵周期、彈性層間位移角限值、非承重牆的自振周期 折減係數相對應。所述抗震民用住宅建築物的特徵剛度係數λν滿足關係式4.6< λν<5.4。所述鋼筋混凝土剪力牆與砌築牆之間由拉結鋼筋連接，其縱向接縫填充有砌築砂 漿。所述拉結鋼筋是由螺紋鋼或圓鋼製成的橫向拉結鋼筋、縱向拉結鋼筋、彎折形拉 結鋼筋、斜向拉結鋼筋、剪刀型拉結鋼筋之一種，或上述任意數種組合的拉結鋼筋。所述構造柱分別設在砌築牆的轉角處、門窗洞口處、縱橫牆相接處。所述樓板是現澆樓板。所述使用單元的鋼筋混凝土剪力牆、樓板、圈梁、構造柱是整體現澆結構。上述抗震民用住宅建築物的施工方法，包括步驟①.砌築底層砌塊牆至圈梁底標高，預留構造柱位置及與剪力牆連結的拉結筋；②.澆築剪力牆及構造柱；
③.澆築圈梁、樓板；至此，底層建築完畢，依此類推，直至建築完所有樓層。與現有技術相比，本發明有以下有益效果1.鋼筋混凝土剪力牆分布在使用單元的四個角部，對房屋有約束和套箍作用，不 僅使建築物的剛度和質量分布均衡，並且增強了房屋的整體性以及抗側性能，地震時，建築 物不易發生扭轉，因而不易倒塌，抗震能力高。2.只有通過合理設計鋼筋混凝土剪力牆與砌築牆的面積比、鋼筋混凝土剪力牆 的片數和組合形式、建築物層高及層數，才能使建築物的特徵剛度係數符合要求，只有將上 述參數量化，才能計算出該建築物特徵剛度係數的實際值，根據該值是否在合理的取值範 圍內，判斷結構設計是否合理(抗震民用住宅建築物的特徵剛度係數λν滿足關係式4.6 < λν< 5. 4)，故本發明的技術方案明確具體，鋼筋混凝土剪力牆與砌築牆的面積比、鋼筋 混凝土剪力牆的片數和組合形式、建築物層高及層數都是量化的，切實可行，可直接用於實 際工程。3.建築物的抗震性能與造價達到最佳平衡點，即在滿足抗震要求的前提下，造價 最低，性價比最優。4.鋼筋混凝土剪力牆筒體具有很高的結構強度，在建築物整體倒塌時，筒體自身 也不會坍塌，為受災人員提供了避難場所，可減輕災害損失。


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
圖1是本發明實施例1的示意圖。
圖2是本發明實施例2的示意圖。
圖3是本發明實施例3的示意圖。
圖4是本發明實施例3的示意圖。
圖5是本發明實施例12的示意圖。
圖6是本發明實施例4的示意圖。
圖7是本發明實施例5的示意圖。
圖8是圖7的1-1剖面圖。
圖9是圖7的2-2剖面圖。
圖10是拉結筋11的一種詳圖。
圖11是本發明實施例6的示意圖。
圖12是本發明實施例7的示意圖。
圖13是本發明實施例9的示意圖。
圖14是本發明實施例8的示意圖。
圖15是本發明實施例13的示意圖。
圖16是本發明實施例14的示意圖。
圖17是本發明實施例15的示意圖。
圖18是本發明實施例16的示意圖。
圖19是對比文件(申請號:200810303142.Χ)的結構示意圖。
圖20是本發明一個算例的結構尺寸圖。圖1至圖18中標號表示1_客廳；2-儲藏室；3-臥室；4_衛生間；5_廚房；6_樓板 (蓋)；7-樓梯間；8-構造柱；9-砌築牆體；10-鋼筋混凝土剪力牆；11-拉結鋼筋；11. 1-橫 向拉結鋼筋；11. 2-縱向拉結鋼筋；11. 3-彎折拉結鋼筋；11. 4-斜向拉結鋼筋；11. 5-剪刀 型拉結鋼筋；12-磚砌築的牆體；13-圈梁；14-基礎；15-洞口。
具體實施例方式本抗震民用住宅建築物為多層結構，每一層由牆體和樓板圍成若干使用單元，各 層均有圈梁及構造柱；所述使用單元的牆體一部分是砌築牆，另一部分是鋼筋混凝土剪力 牆，鋼筋混凝土剪力牆有如下兩種結構(1).鋼筋混凝土剪力牆為四面構造，其中兩面是外牆，呈L形布置，另兩面是L形 內牆，也呈L形布置，外牆和內牆圍成筒體；(2).鋼筋混凝土剪力牆為兩面構造，均是外牆，呈L形布置；所述鋼筋混凝土筒體或L形鋼筋混凝土剪力牆分布在使用單元的四個角部，使得 使用單元各個方向的重力分布均衡。所述使用單元的中央(樓梯間)還有由四面內牆圍成的鋼筋混凝土剪力牆筒體。本抗震民用住宅建築物的特徵剛度係數λ ν滿足關係式4. 6 < λ ν < 5. 4 ；該特 徵剛度係數λ ν通過下式求得Av= H(1)EId = EIw(l+ ^f-)(2)式中λ ν—建築物的特徵剛度係數；H——建築物的總高度Cbw——砌築牆的平均剪切剛度，可採用式(3)計算；EIw——鋼筋混凝土剪力牆的平均彎曲剛度，可採用式⑷計算。μ——鋼筋混凝土剪力牆的剪力不均勻係數，對於矩形截面μ =1.2；Gc——鋼筋混凝土剪力牆的混凝土剪變模量；Acw——無洞口鋼筋混凝土剪力牆的截面面積；小洞口整截面牆取折算面積，見式 (5)；整體小開口牆取牆肢面積之和，見式(6)。
Cbw= k Kbw(I)^(I)IN(3)Kbw(i)——第i層橫向或縱向砌築牆的抗側力剛度，當牆體的高寬比不大於1. 0 時，可僅考慮其剪切變形影響；當牆體高寬比大於1. 0且小於等於4. 0時，應同時考慮牆體 的剪切或彎曲變形；當牆體的高寬比大於4. 0時，不計牆體的抗側力剛度；
權利要求
1. 一種抗震民用住宅建築物，該建築物為多層結構，每一層由牆體和樓板圍成若干使 用單元，各層均有圈梁及構造柱；所述使用單元的牆體一部分是砌築牆，另一部分是鋼筋混 凝土剪力牆，其特徵在於所述鋼筋混凝土剪力牆有如下兩種結構(1).所述鋼筋混凝土剪力牆為四面牆片圍成的筒體；(2).所述鋼筋混凝土剪力牆為兩面構造，其截面呈L形；所述鋼筋混凝土剪力牆分布在使用單元的四個角部，使建築物的剛度和質量分布均
2.根據權利要求1所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述使用單元的中央還 有由四面內牆圍成的鋼筋混凝土剪力牆筒體。
3.根據權利要求1或2所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述抗震民用住宅 建築物的特徵剛度係數λ v與該建築物所在地區抗震設防烈度、場地類型、建築物自振周 期、場地特徵周期、彈性層間位移角限值、非承重牆的自振周期折減係數相對應。
4.根據權利要求3所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述抗震民用住宅建築 物的特徵剛度係數λ ν滿足關係式4. 6 < λ ν < 5. 4。
5.根據權利要求1所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述鋼筋混凝土剪力牆 與砌築牆之間由拉結鋼筋連接，其縱向接縫填充有砌築砂漿。
6.根據權利要求5所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述拉結鋼筋是由螺紋 鋼或圓鋼製成的橫向拉結鋼筋、縱向拉結鋼筋、彎折形拉結鋼筋、斜向拉結鋼筋、剪刀型拉 結鋼筋之一種，或上述任意數種組合的拉結鋼筋。
7.根據權利要求1所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述構造柱分別設在砌 築牆的轉角處、門窗洞口處、縱橫牆相接處。
8.根據權利要求1所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述樓板是現澆樓板。
9.根據權利要求1所述的抗震民用住宅建築物，其特徵在於所述使用單元的鋼筋混 凝土剪力牆、樓板、圈梁、構造柱是整體現澆結構。
10.權利要求1所述抗震民用住宅建築物的施工方法，包括步驟①.砌築底層砌塊牆至圈梁底標高，預留構造柱位置及與剪力牆連結的拉結筋；②.澆築剪力牆及構造柱；③.澆築圈梁、樓板；至此，底層建築完畢，依此類推，直至建築完所有樓層。
全文摘要
本發明提供一種抗震民用住宅建築物，該建築物為多層結構，每一層由牆體和樓板圍成若干使用單元，各層均有圈梁及構造柱；所述使用單元的牆體一部分是砌築牆，另一部分是鋼筋混凝土剪力牆，所述鋼筋混凝土剪力牆有如下兩種結構(1)所述鋼筋混凝土剪力牆為四面牆片圍成的筒體；(2)所述鋼筋混凝土剪力牆為兩面構造，其截面呈L形；所述鋼筋混凝土剪力牆分布在使用單元的四個角部，使建築物的剛度和質量分布均衡。本發明的鋼筋混凝土剪力牆筒體增強了房屋的整體性以及抗側性能，本發明的建築物抗震能力強，性價比較高，操作切實可行，並且可直接用於實際工程。甚至，在建築物倒塌時，筒體都不會坍塌，為人員提供避難場所、減輕災害損失。
文檔編號E04B1/41GK102003096SQ20101051076
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月16日 優先權日2010年10月16日
發明者唐蘭, 姚勇, 李可, 王汝恆, 陳國平 申請人:西南科技大學