专利名称：分级体外预应力加固砌体结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑抗震加固技术领域，具体涉及一种分级体外预应力加固砌体
结构。
背景技术：
在汶川地震中，大量砌体结构因剪切变形而破裂，并造成过度平面内变形。而与之 正交的砌体则因平面外变形过大，抗弯能力差而倒坍，随之造成砌体结构的整体倒塌。所 以改善砌体结构的抗剪能力是减小结构在地震作用下变形，维持结构整体稳定性的关键目 标。目前新设计的砌体结构都用构造柱来加强砌体结构的整体性，而上世纪七八十年代之 前设计的砌体结构均无构造柱。若抗震加固时采用后加构造柱，后加柱与墙体的整体性必 然不理想，墙体开槽加柱难度也很大。也有用粘钢或碳纤维对砌体加固者，但这两种方法 也有问题一是粘结材料的耐久性和在老结构上操作时的一体性、有效性问题；二是造价 很高，对于我国大量的早期建造的公共建筑和民居无法按这种昂贵的方法进行加固；还有， 这两种方法在墙与墙竖直交界线和墙与楼板的水平交界线上，都很难达到加固效果的连续 性。所以，目前我国在早期砌体建筑的抗震加固领域中还没有一种性价比很高的加固结构。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种分级体外预应力加固砌体结构。 本实用新型指出的分级体外预应力加固砌体结构，由上部砌体1、下部砌体2、屋 面板3、楼面板4、地面板5、原有圈梁6、屋面圈梁7、基础墙8、基础底板9、预应力钢筋10、梁 顶垫板11、预应力分级键14、斜拉杆16、底面槽钢17、垫片及螺母18和定位螺杆19构成， 其中，上部砌体1位于楼面板4上方，上部砌体1顶部依次为屋面板3、屋面圈梁7，楼面板 4下方为原有圈梁6，原有圈梁6下方为下部砌体2，下部砌体2依次为地面板5、基础墙8、 基础地板9 ;预应力钢筋10自上而下依次穿过屋面圈梁7、屋面板3、上部砌体1、楼面板4、 原有圈梁6、下部砌体2、地面板5、基础墙8和基础底板9，预应力钢筋10 —端通过梁顶垫 板11压在屋面圈梁7上，另一端通过底面槽钢17由垫片及螺母18固定于基础底板9上； 预应力钢筋10在位于上部砌体1和下部砌体2的分界处即楼面板4和原有圈梁6上设有 一组预应力分级键14，预应力分级键14通过定位螺杆19固定于预应力钢筋10上，它是由 一个套在预应力钢筋10上的螺母将一块钢板压紧在原有圈梁6的底部来使得上部砌体1 和下部砌体2实现预压力分级的；下部砌体2两侧分别设有斜拉杆16，斜拉杆16 —端连接 预应力分级键14，另一端固定于下部砌体2上，两根斜拉杆16呈十字交叉排列，其上设有花 篮螺栓15。 本实用新型中，预应力钢筋10的根数视具体情况而定，预应力钢筋10设在墙体两 侧(贴紧墙体)位置，结构抗震性能(平面内抗剪能力和平面外抗弯能力)的提高靠对预 应力筋施加预拉力实现。露在墙外的预应力钢筋IO外表覆盖有钢筋网片12，钢筋网片12 通过定位钉13固定于墙体上。[0006] 本实用新型中，当两个加固砌体结构呈丁字形相交时，位于相交处的预应力钢筋IO通过定位螺杆19固定。 本实用新型中，当两个加固砌体结构呈十字形相交时，预应力钢筋10分布于砌体结构的相交处。 本实用新型的优点是 (1)很少增加结构自重(与粘钢，墙体粉钢板网水泥砂浆比)； (2)通过改变砌体内在的抗剪机理(增加压力)提高砌体的抗剪与抗弯能力(与
所有外部加强法有根本区别)； (3)根据原结构各部分墙体受压不同的特点，采用分级预应力对策。对受压较大墙体，少加预应力，用十字交叉斜拉杆增加其抗剪承载力。而对于上层墙体，抗压有余而抗剪不足，则施加较大预拉力，增加其压应力和抗剪能力。这种因地制宜的做法能充分调动原有结构的内在抗震能力； (4)在墙体外设预应力钢筋施工方法简便； (5)加固贯穿全结构，而其它方法在穿越楼层时抗剪能力加固效果不连续；[0014] (6)仅有突出墙面40mm左右的壁柱，很少增加结构截面尺寸，基本不影响建筑使用； (7)加固工程量小，耗资少； (8)耐久性好(但要考虑预应力损失)。
图l为砌体加固立面图。[0018] 图2为砌体墙中间构造柱加固水平剖面图。[0019] 图3为预应力分级键与局部砌体剖面示意图。[0020] 图4为纵横砌体"丁"字形交汇处加固水平剖面图。[0021] 图5为纵横砌体"十"字形交叉处加固水平剖面图。 图中标号1为上部砌体，2为下部砌体，3为屋面板，4为楼面板，5为地面板，6为原有圈梁，7为屋面圈梁，8为基础墙，9为基础底板，10为预应力钢筋(带螺栓头)，11为梁顶垫板，12为钢筋网片，13为定位钉，14为预应力分级键，15为花篮螺栓，16为柔性斜拉杆，17为底面槽钢，18为垫片及螺母，19为定位螺杆。
具体实施方式下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。 实施例1 :如图1-图3所示，本实用新型是在墙体两侧(贴紧墙体)从基础底板9、基础墙8、下部砌体2、原有圈梁6、楼面板4、上部砌体1、屋面板3和屋顶圈梁7，按构造柱的平面分布要求埋设并张拉预应力钢筋10，使墙体在交角处和主要受力段受到预压力，预压力提高墙体的抗剪强度，也抵消因地震力产生的弯矩或竖向地震作用在墙体中产生的拉应力，减小墙体开裂，从而避免墙体因水平开裂而丧失抗剪能力。实施时，底面槽钢17水平穿透基础底板9底面地基土，预应力钢筋10固定在底面槽钢17上。屋顶利用原有圈梁7或附加部分圈梁，预应力钢筋10自下向上越过屋顶圈梁7用梁顶垫板11压在屋顶圈梁7上，然后用直接张拉法施加预拉力。有重点但较全面地对多层墙体施加预压力。由于各层墙体受压状态有区别，处于多层建筑下层墙体受压较大，其剪切破坏并非压力不够所致。对这种情况预压力要小，或辅之以墙体两侧十字交叉柔性斜拉杆16增强其抗剪能力。但预应力钢筋形成的构造壁柱对墙体的侧向稳定和抗压会有所增强。对于上层墙体，普遍是抗压承载力有较大富余而抗剪不足，故对其施加较大预拉力，在不影响其抗压能力的条件下提高其抗剪强度。因此，在上、下不同的墙体分界处就需要设置一组预应力分级键14以解决上下墙体"分级"施加预应力问题。采用这种方法能根据原结构墙体具体条件取长补短，将原结构的有利因素充分调动起来为抗震加固服务。 预应力完成后，露在墙外的预应力钢筋外表用钢筋网片12覆盖并用定位钉13固定在墙上，然后用水泥砂浆粉刷。 如图4所示，为两个加固砌体结构呈丁字形相交，在交角位置处布置6根预应力钢筋IO，并用贯通的定位螺杆19固定。 如图5所示，为两个加固砌体结构呈十字形相交，在角部位置处布置4根预应力钢筋10，并用贯通的定位筋固定。 分级体外预应力加固砌体可用于加固已建多年的抗震性能不够，但抗压性能较好的砌体建筑。具体使用方法如下 (1)加固屋面圈梁7，放置梁顶垫板11，依次对屋面板3、楼面板4、地面板5在预应力钢筋10穿过位置处钻孔； (2)基础底面下底面槽钢17在预应力钢筋10对应位置处钻孔，焊上垫片及螺母18，并作保护，以免泥土进入螺纹，然后在基础底板9贴近墙边处钻孔、掏净，再在侧面挖洞，从侧面压入底面槽钢17，使螺栓孔对准预应力钢筋10的孔，撕去螺孔上的胶纸，即可固定螺杆下端；地面以下螺杆、底面槽钢17热浸锌防腐蚀；[0031] (3)预应力钢筋10中间用长螺母分段连接，便于安装； (4)分级预应力施工时，预应力钢筋10需穿过基础墙8、下部砌体2、上部砌体1进行张拉先按较低预应力对预应力钢筋10整体张拉，再将预应力分级键14下方螺母顶紧预应力分级键14底板，再张拉预应力分级键14以上段预应力钢筋IO，直到预拉力完成；[0033] (5)预拉力张拉完成后扎钢筋网片12，放置定位钉13，灌孔封闭，穿螺杆，最后粉刷柱外表； (6)为考虑预拉力蠕变损失，可在一周内作两次张拉，减少早期蠕变影响。[0035] 对于底层墙抗侧承载力不足者，可用预应力柔性交叉斜拉杆16补充其抗侧承载力。仍用预应力分级键14作为固定点，筒状花篮螺栓15加预应力；对于花篮梁支承楼板，梁端墙体抗压能力本身就不足者，可用刚性附加柱作局部加固。加固高度范围从基础到以上层梁底。 分级体外预应力加固砌体还可以用于新的砌体建筑的设计。此时结构和原理都相同，只是与墙体联接部件可在施工中预先完成埋设，施工更为简单。此外，体外预应力加固砌体还可以用于挡土墙，围堰的加固。此时预应力一般不分级，其它与一般砌体加固相同。
权利要求一种分级体外预应力加固砌体结构，由上部砌体(1)、下部砌体(2)、屋面板(3)、楼面板(4)、地面板(5)、原有圈梁(6)、屋面圈梁(7)、基础墙(8)、基础底板(9)、预应力钢筋(10)、梁顶垫板(11)、预应力分级键(14)、斜拉杆(16)、底面槽钢(17)、垫片及螺母(18)和定位螺杆(19)构成，其特征在于上部砌体(1)位于楼面板(4)上方，上部砌体(1)顶部依次为屋面板(3)、屋面圈梁(7)，楼面板(4)下方为原有圈梁(6)，原有圈梁(6)下方为下部砌体(2)，下部砌体(2)依次为地面板(5)、基础墙(8)、基础地板(9)；预应力钢筋(10)自上而下依次穿过屋面圈梁(7)、屋面板(3)、上部砌体(1)、楼面板(4)、原有圈梁(6)、下部砌体(2)、地面板(5)、基础墙(8)和基础底板(9)，预应力钢筋(10)一端通过梁顶垫板(11)压在屋面圈梁(7)上，另一端通过底面槽钢(17)由垫片及螺母(18)固定于基础底板(9)上；预应力钢筋(10)在位于上部砌体(1)和下部砌体(2)的分界处即楼面板(4)和原有圈梁(6)上设有一组预应力分级键(14)，预应力分级键(14)通过定位螺杆(19)固定于预应力钢筋(10)上，该预应力分级键(14)是由一个套在预应力钢筋(10)上的螺母将一块钢板压紧在原有圈梁(6)底部，使上部砌体(1)和下部砌体(2)实现预压力分级；下部砌体(2)两侧分别设有斜拉杆(16)，斜拉杆(16)一端连接预应力分级键(14)，另一端固定于下部砌体(2)上，两根斜拉杆(16)呈十字交叉排列，其上设有花篮螺栓(15)。
2. 根据权利要求l所述的分级体外预应力加固砌体结构，其特征在于预应力钢筋(10)设在墙体两侧，且贴紧墙体，露在墙体外的预应力钢筋(10)外表覆盖有钢筋网片(12)覆盖，钢筋网片(12)通过定位钉(13)固定于墙体上。
3. 根据权利要求1所述的分级体外预应力砌体结构，其特征在于当两个加固砌体结构呈丁字形相交时，位于相交处的预应力钢筋(10)通过定位螺杆(19)固定。
4. 根据权利要求1所述的分级体外预应力砌体结构，其特征在于当两个加固砌体结构呈十字形相交时，预应力钢筋(10)分布于砌体结构的相交处。
专利摘要本实用新型属于建筑抗震加固技术领域，具体涉及一种分级体外预应力加固砌体结构。由砌体、屋面板、楼面板、地面板、原有圈梁、屋面圈梁、基础墙、基础底板、预应力钢筋、梁顶垫板、预应力分级键、斜拉杆、底面槽钢和定位螺杆构成，是在砌体外，贴近砌体两侧，从基础底板到屋顶圈梁穿透楼板设置预应力钢筋，并对预应力钢筋施加预拉力。增加墙体平面内压力，从而提高砌体平面内抗剪承载力和平面外抗弯承载力，以提高砌体结构整体抗震能力。本实用新型运用预应力分级键实现，根据砌体原有受压状况的区别分级施加预压力，从而充分调动砌体内部整体抗震性能。本实用新型还利用钢筋网片和水泥砂浆与预应力钢筋共同形成构造柱，提高墙体平面外抗弯性能。
文档编号E04G23/02GK201531124SQ20092021003
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者马人乐 申请人:马人乐