仿古建築內鋼架加固結構及其施工方法
2023-04-22 21:28:56
專利名稱：仿古建築內鋼架加固結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種建築結構工程的老舊建築加固結構及其施工方法，特別涉及一種仿古建築的加固結構及其施工方法。
背景技術：
秦磚漢瓦，雕梁畫棟等獨具中國特色的建築形式，使中國古建築在國際建築史上佔有獨特的歷史地位和現實意義，因此，在我國存在有彰顯民族特色的仿古建築(或民居)，仿古建築大多以磚木結構形式的居多，隨著社會生產和生活水平的不斷提高，城市中仿古建築(或民居)的抗震加固已成為城市改造工程的薄弱環節。仿古建築(或民居)存在著結構抗震低、構造連接不良、整體性差等安全隱患，據相關數據顯示，磚木結構在地震時，由於地震的劇烈震動，使下方砌塊牆體歪裂或發生扭曲變形，或發生結構側向水平位移過大，當不能承受上部荷載時，整個結構就會倒塌。目前，對磚木結構常用的抗震加固方法主要有圈梁構造柱鋼拉杆、鋼筋混凝土板牆、外牆貼鋼、外牆粘貼碳纖維等加固措施，上述加固措施對於普通的建築都能達到較好的加固效果，單絲如果這些仿古建築按照傳統的加固方法進行抗震加固，將會破壞原有建築的外立面，由於仿古建築往往都是一個城市的旅遊觀光的重點，影響仿古建築整體視覺效果，將會給城市造成無法估量的經濟和社會形象損失。因此，現有的抗震加固技術對於建築立面要求較嚴格的歷史保護性建築將無法滿足需要，這就需要尋找一種新的加固方法，使這些仿古建築既能起到抗震加固的作用，又能做到保護原建築的外立面的作用。
發明內容
為了克服上述問題，本發明提出了一種仿古建築內鋼架加固結構及其施工方法，要解決了現有的仿古建築抗震性能差的技術問題，還解決現有的加固方法和結構形式，在仿古建築中應用時損傷仿古建築外裡面感官效果，削弱其觀賞性等問題。為了實現上述目的，本發明採取了如下技術方案一種仿古建築內鋼架加固結構，包括新加邊鋼柱、新加角鋼柱、新加邊鋼梁、新加橫向鋼梁和屋頂鋼製內圈梁，所述新加邊鋼柱緊貼原牆內壁設置且相對牆體的新加邊鋼柱對應設置，所述新加角鋼柱設置在原牆的角部，並貼緊原牆內壁，所述屋頂鋼製內圈梁設置在新加邊鋼柱和新加角鋼柱的頂面，並與屋頂頂緊形成屋頂新的支撐鋼架，所述新加邊鋼梁設置在相鄰兩根新加邊鋼柱之間或新加邊鋼柱與新加角鋼柱之間，且與原牆緊貼，同時通過螺栓與原牆拉結，所述新加橫向鋼梁設置在相對牆體之間的對應的新加邊鋼柱之間。所述新加橫向鋼梁中央位置加設有新加中心鋼柱，所述新加橫向鋼梁連接在新加中心鋼柱的側面，同時，在所述新加中心鋼柱之間設置有新加縱向鋼梁。所述新加邊鋼柱、新加角鋼柱、新加邊鋼梁、新加橫向鋼梁、屋頂鋼製內圈梁、新加縱向鋼梁和新加中心鋼柱為工字鋼、槽鋼、H型鋼或上述的任意組合。所述新加邊鋼梁和新加橫向鋼梁至少為一道。
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所述螺栓的螺母與原牆之間墊有鋼墊板。所述仿古建築內鋼架加固結構的施工方法，其特徵在於步驟如下步驟一，根據設計圖紙，在原建築的首層安裝新加邊鋼柱、新加中心鋼柱和新加角鋼柱的位置預先做好鋼柱基礎；步驟二，在原建築每層樓板安裝新加邊鋼柱、新加中心鋼柱和新加角鋼柱的位置對應開安裝孔；步驟三，在原建築的屋頂底部設置屋頂鋼製內圈梁，同時確認屋頂鋼製內圈梁的位置能全部涵蓋並承受屋頂的全部荷載，同時屋頂鋼製內圈梁與屋頂緊貼，並進行屋頂鋼製內圈梁預固定；步驟四，根據設計圖紙，在緊貼原牆內壁安裝首層新加邊鋼柱、新加中心鋼柱和新加角鋼柱，並將所有鋼柱底部與鋼柱基礎連接，將所有鋼柱頂部穿過在原建築每層樓板預開設的安裝孔；步驟五，根據設計圖紙，逐層安裝新加邊鋼柱、新加中心鋼柱、新加角鋼柱並在各層鋼柱之間按需要設置新加邊鋼梁、新加橫向鋼梁和新加縱向鋼梁，所述新加邊鋼梁上間隔焊接有螺杆，所述螺杆貫穿原牆並露出原牆；步驟六，將頂層的新加邊鋼柱、新加中心鋼柱和新加角鋼柱的柱頭與屋頂鋼製內圈梁之間用金屬楔形鍵塞緊，使屋頂荷載全部落在新的內框架結構體系上；步驟七，將頂層的新加邊鋼柱、新加中心鋼柱和新加角鋼柱的柱頭和屋頂鋼製內圈梁固定連接，至此，原牆不再承受屋頂的豎向荷載，僅為新的結構體系的外圍護結構；步驟八，在露出原牆的螺杆上擰螺母將各層的原牆和，各層的原牆與螺母10進行的緊固連接。這樣就使原舊牆7和新加邊鋼梁拉結為一體，所述螺母和原牆之間墊有鋼墊板。所述步驟五中，螺杆的長度比原牆厚度大至少20cm。本發明和傳統的加固結構和方法具有如下有益效果本發明通過內設新加邊鋼柱、新加中心鋼柱、新加角鋼柱、新加橫向鋼梁和屋頂鋼製內圈梁形成新的結構承力體系——鋼結構裝置，能夠承受原有建築全部豎向荷載。將原有建築的牆體只作為新結構體系的外圍護結構。此結構形式的改變，將原來的牆體承重，轉化為整體性和承載力均較好的內鋼架承重，既降低了對年代已久的原結構牆體的要求，同時並不影響仿古建築的內部使用空間和外部感官效果。本發明轉化後的承力體系，採用內鋼架結構，由於鋼結構有較好的延性、塑性和韌性，強度高，抗震性能好，且製作簡單、施工工期短等優點，同時新加的內鋼架結構和原舊牆通過螺栓緊緊連接在一起，使仿古建築既能起到抗震加固的作用，又能做到保護原建築的外立面的作用。該技術實施難度小，能有效地節約成本，同時對原建築外牆不會產生破壞，具有顯著的經濟效益和社會效益。
圖I為本發明的加固結構平面示意圖。圖2為圖I的A-A剖視圖。圖3為原牆和新加邊鋼梁拉結詳圖。
圖4為圖3的a向視圖。圖中，I :新加邊鋼柱；2 :新加橫向鋼梁；3 :新加中心鋼柱；4 :新加邊鋼梁；5 :新加角鋼柱;6 :新加縱向鋼梁；7 :原牆；8 :屋頂；9 :螺杆；10 :螺母；11 :鋼墊板；12 :屋頂鋼製內圈梁。
具體實施例方式如圖1-4所示，一種仿古建築內鋼架加固結構，包括新加邊鋼柱I、新加角鋼柱5、新加邊鋼梁4、新加橫向鋼梁2和屋頂鋼製內圈梁12，所述新加邊鋼柱I緊貼原牆7內壁設置且相對牆體的新加邊鋼柱I對應設置，所述新加角鋼柱5設置在原牆7的角部，並貼緊原牆7內壁，所述屋頂鋼製內圈梁12設置在新加邊鋼柱I和新加角鋼柱5的頂面，並與屋頂8頂緊形成屋頂8新的支撐鋼架，所述新加邊鋼梁4設置在相鄰兩根新加邊鋼柱I之間或新加邊鋼柱I與新加角鋼柱5之間，且與原牆7緊貼，同時通過螺栓與原牆7拉結，所述新加橫向鋼梁2設置在相對牆體之間的對應的新加邊鋼柱I之間。所述新加橫向鋼梁2中央位置加設有新加中心鋼柱3，所述新加橫向鋼梁2連接在新加中心鋼柱3的側面，同時，在所述新加中心鋼柱3之間設置有新加縱向鋼梁6。所述新加邊鋼柱I、新加角鋼柱5、新加邊鋼梁4、新加橫向鋼梁2、屋頂鋼製內圈梁12、新加縱向鋼梁6和新加中心鋼柱3為工字鋼、槽鋼、H型鋼或上述的任意組合。所述新加邊鋼梁4和新加橫向鋼梁2至少為一道。所述螺栓的螺母10與原牆7之間墊有鋼墊板11。所述的仿古建築內鋼架加固結構的施工方法，步驟如下步驟一，根據設計圖紙，在原建築的首層安裝新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3和新加角鋼柱5的位置預先做好鋼柱基礎；步驟二，在原建築每層樓板安裝新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3和新加角鋼柱5的位置對應開安裝孔；步驟三，在原建築的屋頂8底部設置屋頂鋼製內圈梁12，同時確認屋頂鋼製內圈梁12的位置能全部涵蓋並承受屋頂8的全部荷載，同時屋頂鋼製內圈梁12與屋頂8緊貼，並進行屋頂鋼製內圈梁12預固定；步驟四，根據設計圖紙，在緊貼原牆7內壁安裝首層新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3和新加角鋼柱5，並將所有鋼柱底部與鋼柱基礎連接，將所有鋼柱頂部穿過在原建築每層樓板預開設的安裝孔；步驟五，根據設計圖紙，逐層安裝新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3、新加角鋼柱5並在各層鋼柱之間按需要設置新加邊鋼梁4、新加橫向鋼梁2和新加縱向鋼梁6，所述新加邊鋼梁4上間隔焊接有螺杆9，所述螺杆9貫穿原牆7並露出原牆7 ;螺杆9的長度比原牆7厚度大至少20cm。步驟六，將頂層的新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3和新加角鋼柱5的柱頭與屋頂鋼製內圈梁12之間用金屬楔形鍵塞緊，使屋頂荷載全部落在新的內框架結構體系上；步驟七，將頂層的新加邊鋼柱I、新加中心鋼柱3和新加角鋼柱5的柱頭和屋頂鋼製內圈梁12固定連接，至此，原牆7不再承受屋頂8的豎向荷載，僅為新的結構體系的外圍護結構；
步驟八，在露出原牆7的螺杆9上擰螺母10將各層的原牆7和，各層的原牆7與螺母10進行的緊固連接。這樣就使原舊牆7和新加邊鋼梁4拉結為一體，所述螺母10和原牆7之間墊有鋼墊板11。以上是本發明的一典型實施例，本發明的實施不限於此。
權利要求
1.一種仿古建築內鋼架加固結構，其特徵在於包括新加邊鋼柱(I)、新加角鋼柱(5)、新加邊鋼梁(4)、新加橫向鋼梁(2)和屋頂鋼製內圈梁(12)，所述新加邊鋼柱(I)緊貼原牆(7)內壁設置且相對牆體的新加邊鋼柱(I)對應設置，所述新加角鋼柱(5)設置在原牆(7)的角部，並貼緊原牆(7)內壁，所述屋頂鋼製內圈梁(12)設置在新加邊鋼柱(I)和新加角鋼柱(5)的頂面，並與屋頂(8)頂緊形成屋頂(8)新的支撐鋼架，所述新加邊鋼梁(4)設置在相鄰兩根新加邊鋼柱⑴之間或新加邊鋼柱⑴與新加角鋼柱(5)之間，且與原牆(7)緊貼，同時通過螺栓與原牆(7)拉結，所述新加橫向鋼梁(2)設置在相對牆體之間的對應的新加邊鋼柱⑴之間。
2.根據權利要求I所述的仿古建築內鋼架加固結構，其特徵在於所述新加橫向鋼梁(2)中央位置加設有新加中心鋼柱(3)，所述新加橫向鋼梁(2)連接在新加中心鋼柱(3)的側面，同時，在所述新加中心鋼柱(3)之間設置有新加縱向鋼梁(6)。
3.根據權利要求2所述的仿古建築內鋼架加固結構，其特徵在於所述新加邊鋼柱(I)、新加角鋼柱(5)、新加邊鋼梁(4)、新加橫向鋼梁(2)、屋頂鋼製內圈梁(12)、新加縱向鋼梁(6)和新加中心鋼柱(3)為工字鋼、槽鋼、H型鋼或上述的任意組合。
4.根據權利要求I所述的仿古建築內鋼架加固結構，其特徵在於所述新加邊鋼梁(4)和新加橫向鋼梁(2)至少為一道。
5.根據權利要求I所述的仿古建築內鋼架加固結構，其特徵在於所述螺栓的螺母(10)與原牆(7)之間墊有鋼墊板(11)。
6.根據權利要求I至5任意一項所述的仿古建築內鋼架加固結構的施工方法，其特徵在於步驟如下步驟一，根據設計圖紙，在原建築的首層安裝新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)和新加角鋼柱(5)的位置預先做好鋼柱基礎；步驟二，在原建築每層樓板安裝新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)和新加角鋼柱(5)的位置對應開安裝孔；步驟三，在原建築的屋頂(8)底部設置屋頂鋼製內圈梁(12)，同時確認屋頂鋼製內圈梁(12)的位置能全部涵蓋並承受屋頂(8)的全部荷載，同時屋頂鋼製內圈梁(12)與屋頂⑶緊貼，並進行屋頂鋼製內圈梁(12)預固定；步驟四，根據設計圖紙，在緊貼原牆(7)內壁安裝首層新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)和新加角鋼柱(5)，並將所有鋼柱底部與鋼柱基礎連接，將所有鋼柱頂部穿過在原建築每層樓板預開設的安裝孔；步驟五，根據設計圖紙，逐層安裝新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)、新加角鋼柱(5)並在各層鋼柱之間按需要設置新加邊鋼梁(4)、新加橫向鋼梁(2)和新加縱向鋼梁(6)，所述新加邊鋼梁(4)上間隔焊接有螺杆(9)，所述螺杆(9)貫穿原牆(7)並露出原牆(7)；步驟六，將頂層的新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)和新加角鋼柱(5)的柱頭與屋頂鋼製內圈梁(12)之間用金屬楔形鍵塞緊，使屋頂荷載全部落在新的內框架結構體系上；步驟七，將頂層的新加邊鋼柱(I)、新加中心鋼柱(3)和新加角鋼柱(5)的柱頭和屋頂鋼製內圈梁(12)固定連接，至此，原牆(7)不再承受屋頂(8)的豎向荷載，僅為新的結構體系的外圍護結構；步驟八，在露出原牆(7)的螺杆(9)上擰螺母(10)將各層的原牆(7)和，各層的原牆(7)與螺母10進行的緊固連接，這樣就使原舊牆7和新加邊鋼梁(4)拉結為一體，所述螺母(10)和原牆(7)之間墊有鋼墊板(11)。
7.根據權利要求6所述的仿古建築內鋼架加固結構的施工方法，其特徵在於所述步驟五中，螺杆(9)的長度比原牆(7)厚度大至少20cm。
全文摘要
本發明一種仿古建築內鋼架加固結構及其施工方法，包括新加邊鋼柱、新加角鋼柱、新加邊鋼梁、新加橫向鋼梁和屋頂鋼製內圈梁，所述新加邊鋼柱緊貼原牆內壁設置且相對牆體的新加邊鋼柱對應設置，所述新加角鋼柱設置在原牆的角部，並貼緊原牆內壁，所述屋頂鋼製內圈梁設置在新加邊鋼柱和新加角鋼柱的頂面，並與屋頂頂緊形成屋頂新的支撐鋼架，所述新加邊鋼梁設置在相鄰兩根新加邊鋼柱之間或新加邊鋼柱與新加角鋼柱之間，且與原牆緊貼，同時通過螺栓與原牆拉結。本發明通過內新加鋼結構裝置代替牆體能夠承受原有建築全部豎向荷載。提高了原仿古建築的抗震性能，不影響內部空間及外部感官效果，可廣泛應用於仿古建築的抗震加固改造。
文檔編號E04G23/04GK102936968SQ20121046861
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者董有, 鞠樹森, 謝建明, 甄進平 申請人:北京築福建設工程有限責任公司