专利名称：单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加固结构及其施工方法，特别涉及一种对单层硬山搁檩砌体住宅的加固结构及其施工方法，属于抗震加固领域。
背景技术：
2012年9月7日，云南彝良发生5.7级地震，房屋倒塌3万多间，灾害造成的直接经济损失约为37个亿元人民币，这次灾害使中国农村民居薄弱的抗震性能暴露的淋漓尽致。彝良地震，使我们看到大部门民宅整体倒塌。整体倒塌的原因有以下几个方面:1、生土结构房屋大量倒塌:土墙本身密实度不足，土体间抗水平剪切力很低，在轻微地震时就会引起倒塌，另外屋架直接支撑在土墙体上，没有设置独立柱支撑，墙体倒塌时导致屋架脱离支撑垮塌。生土结构房屋是抗震能力极差的民宅，也是本次彝良地震倒塌最多的民宅。2、空心砌块房屋:空心砌块墙没有设置芯柱和板带，墙体未能形成整体，块体间竖向和水平灰缝粘结面积严重不足，而且采用强度很低的石灰膏，地震水平力导致墙体整体倒塌。屋顶梁檩为刚度较低的空心竹，杆件之间连接简单，地震时水平摇晃导致屋顶散架，整体倒塌。3、不抗震空心砌块墙楼板结构房屋:这类房屋未采取任何抗震措施，无圈梁、构造柱，单皮空斗砖墙，竖向承压及水平抗震能力极差，在本次地震中大部分房屋整体垮塌。4、不抗震砖墙屋顶结构，整体倒塌严重，砖墙砌筑砂浆强度低，无圈梁、构造柱抗震措施，导致墙体抗剪能力严重不足，地震时发生水平剪切破坏，大部分砖墙屋顶采用硬山搁檩形式，无独立支撑柱，当墙体倒塌时，屋顶随之塌落。另外，青海玉树和汶川地震比彝良震级高，民宅倒塌更为严重，有一点是共同的，经济条件差的地区民宅抗震是最薄弱的。我国是地震频发的国家，中国是农业大国。居住在乡村的人口为6.7亿人，占全国人口的50.32%。其中贫困人口 1.5亿人，这部分人的住宅大部分不能抵御5级以上地震，其中生土房、简易石砌体房、空斗砖房、简易砖房甚至不能抵御3级地震。农村住宅发生地震时，大部分以屋顶整体倒塌为主要破坏形势，造成巨大人员伤亡。中国自汶川地震以来的三次地震中，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，所以民宅抗震加固刻不容缓。
实用新型内容为了对经济不发达地区大量存在建造年代久远的的石头住宅和砖房在不重建的基础上通过整体加固的方式延续其使用功能，提高其抵抗地震的能力，本实用新型提出了一种钢架护顶结构，通过将原屋架的荷载整体由加固钢架承担，改变原结构的传力模式，将抗震性能较差的砌体结构转化成主要依靠外加钢架承力的钢-砌体混合结构，从根本上解决在我国边远地区房屋抗震性能较差，地震造成人员和财产损失严重的问题。为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案:[0010]一种单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，原屋面上设置有原屋顶檩条，其特征在于:包括外加横向钢梁、外加纵向钢梁外加钢柱、外加基础、屋架梁和至少两根斜钢梁，所述斜钢梁上间隔焊接V型槽，所述V型槽的设置间距与原屋顶檩条设置间距相同，其中，两根斜钢梁人字型对接设置，其上的V型槽卡紧原屋顶檩条，所述斜钢梁的底端与屋架梁固定连接，三者共同形成A型加固钢屋架，所述A型加固钢屋架支撑在外加横向钢梁、外力口纵向钢梁、外加钢柱和外加基础形成的钢架上。所述外加纵向钢梁设置在原纵墙内侧，所述外加横向钢梁设置在原山墙外侧，所述外加纵向钢梁端部搭在外加横向钢梁上，两者固定连接，共同围合成与原结构平面形状相同的轮廓，所述外加钢柱紧贴原山墙或原纵墙设置，其顶端支顶外加横向钢梁端部，其底端支撑在外加基础上。所述A型加固钢屋架内部间隔设置有横撑，所述横撑两根分别跟两根斜钢梁固定连接。所述屋架梁为槽型，槽壁卡在斜钢梁上，所述屋架梁同时与外加纵向钢梁固定连接。所述外加横向钢梁与外加钢柱之间形成的夹角处设置斜撑。所述原山墙顶部内侧开有安装槽，所述外加横向钢梁嵌入安装槽内；所述原纵墙顶部外侧开有安装槽，所述外加横向钢梁嵌入安装槽内。有益效果本实用新型通过设置两根斜钢梁人字型对接设置，其上的V型槽卡紧原屋顶檩条，所述斜钢梁的底端与屋架梁固定连接，三者共同形成A型加固钢屋架，以及由至少两根外加横向钢梁、两根外加纵向钢梁连接在一起，再与至少四根外加钢柱相连接，形成的钢架，共同形成对原结构的加固结构。使原屋面的荷载全部有效地传递给A型加固钢屋架和钢架组成的加固结构，通过这样的处理，改变了原房屋结构的传力体系，原墙体由承重墙变为围护墙。当地震来临时，由于钢结构有较好的延性，屋顶不至于瞬间倒塌，另一方面，由于墙体不承受屋顶的荷载，墙体整面倒塌的机率也比较小，这就使人有充分的逃生时间。本实用新型所述加固结构，结构简单，传力明确，不破坏原有结构的整体性，且施工期间不影响原结构的使用功能，以较小的成本实现较大的经济和社会效益。
图1为本实用新型加固结构示意图。图2为本实用新型原结构和加固结构的侧立面图。图3为本实用新型加固结构的钢架示意图。图4为本实用新型原结构和加固结构相对位置示意图。图5是外加钢柱平面布置图。附图标记:1:外加横向钢梁；2:外加钢柱；3:外加纵向钢梁；4:原山墙；5:原纵墙；6:斜撑；7:外加基础；8:原屋顶檩条；9:斜钢梁；10:V型槽；11:横撑；12:屋架梁。
具体实施方式
如图1-5所示，一种单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，原屋面上设置有原屋顶檩条8，包括外加横向钢梁1、外加纵向钢梁3外加钢柱2、外加基础7、屋架梁12和至少两根斜钢梁9，所述斜钢梁9上间隔焊接V型槽10，所述V型槽10的设置间距与原屋顶檩条8设置间距相同，其中，两根斜钢梁9人字型对接设置，其上的V型槽10卡紧原屋顶檩条8，所述斜钢梁9的底端与屋架梁12固定连接，三者共同形成A型加固钢屋架，所述A型加固钢屋架支撑在外加横向钢梁1、外加纵向钢梁3、外加钢柱2和外加基础7形成的钢架上。所述外加纵向钢梁3设置在原纵墙5内侧，所述外加横向钢梁I设置在原山墙4外侧，所述外加纵向钢梁3端部搭在外加横向钢梁I上，两者固定连接，共同围合成与原结构平面形状相同的轮廓，所述外加钢柱2紧贴原山墙4或原纵墙5设置，其顶端支顶外加横向钢梁I端部，其底端支撑在外加基础7上。所述A型加固钢屋架内部间隔设置有横撑11，所述横撑11两根分别跟两根斜钢梁9固定连接。所述屋架梁12为槽型，槽壁卡在斜钢梁9上，所述屋架梁12同时与外加纵向钢梁3固定连接。所述外加横向钢梁I与外加钢柱2之间形成的夹角处设置斜撑6。所述原山墙4顶部内侧开有安装槽，所述外加横向钢梁I嵌入安装槽内；所述原纵墙5顶部外侧开有安装槽，所述外加横向钢梁I嵌入安装槽内。上述一种硬山搁檩单层砌体住宅的钢架护顶结构的施工方法，采用步骤如下实施:步骤一，根据房屋开间、进深、层高尺寸和屋面形状，确定外加横向钢梁1、外加纵向钢梁3及外加钢柱2的长度；
步骤二，根据房屋开间、进深、层高尺寸和屋面形状，确定外加横向钢梁1、外加纵向钢梁3及外加钢柱2的安装位置，并根据外加钢柱2的安装位置预先施工外加基础7 ；步骤三，在原山墙4和原纵墙5的四个墙角上部开安装槽；步骤四，在原山墙4开安装槽位置安装外加横向钢梁I ;步骤五，在原纵墙5开安装槽位置安装外加纵向钢梁3 ；步骤六，调整外加横向钢梁I和外加纵向钢梁3的位置，使外加纵向钢梁3搭在外加横向钢梁I上，并将两者连接；步骤七，根据已有建筑原屋顶檩条8的设置间距，确定V型槽10在斜钢梁9上的设置间距，并按确定好的间距将V型槽10焊接在斜钢梁9上；步骤八，将两根焊有V型槽10的斜钢梁9分别卡紧原屋顶檩条8并将原屋顶檩条8和斜钢梁9固定连接，两根斜钢梁9顶部对接处固定连接，两根斜钢梁9的底部与屋架梁12固定，形成A型加固钢屋架；原屋顶檩条8和斜钢梁9通过铁丝或钢箍固定。A型加固钢屋架为平行设置两组或三组，两组时设置在原建筑的两端，三组时，在两端设置的基础上，房屋的中间增设一组。步骤九，屋架梁12搭在外加纵向钢梁3，并与之固定连接；步骤十，在两根斜钢梁9和屋架梁12形成的A型加固钢屋架内间隔设置横撑11，横撑11两端分别与两根斜钢梁9固定连接；步骤^^一，通过千斤顶把外加钢柱2与A型加固钢屋架、A型加固钢屋架与原屋顶檩条8顶紧，直到屋面荷载全部由A型加固钢屋架和外加钢柱2承担，将外加钢柱2与外加基础7固定连接。以上是本实用新型的一典型实施例，本实用新型的实施不限于此。
权利要求1.一种单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，原屋面上设置有原屋顶檩条(8)，其特征在于:包括外加横向钢梁(I)、外加纵向钢梁(3)外加钢柱(2)、外加基础(7)、屋架梁(12)和至少两根斜钢梁(9)，所述斜钢梁(9)上间隔焊接V型槽(10)，所述V型槽(10)的设置间距与原屋顶檩条(8)设置间距相同，其中，两根斜钢梁(9)人字型对接设置，其上的V型槽(10)卡紧原屋顶檩条(8)，所述斜钢梁(9)的底端与屋架梁(12)固定连接，三者共同形成A型加固钢屋架，所述A型加固钢屋架支撑在外加横向钢梁(I)、外加纵向钢梁(3)、外加钢柱(2)和外加基础(7)形成的钢架上。
2.根据权利要求1所述的单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，其特征在于:所述外加纵向钢梁⑶设置在原纵墙(5)内侧，所述外加横向钢梁⑴设置在原山墙⑷外侧，所述外加纵向钢梁(3)端部搭在外加横向钢梁(I)上，两者固定连接，共同围合成与原结构平面形状相同的轮廓，所述外加钢柱⑵紧贴原山墙⑷或原纵墙(5)设置，其顶端支顶外加横向钢梁(I)端部，其底端支撑在外加基础(7)上。
3.根据权利要求1所述的单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，其特征在于:所述A型加固钢屋架内部间隔设置有横撑(11)，所述横撑(11)两根分别跟两根斜钢梁(9)固定连接。
4.根据权利要求1所述的单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，其特征在于:所述屋架梁(12)为槽型，槽壁卡在斜钢梁(9)上，所述屋架梁(12)同时与外加纵向钢梁(3)固定连接。
5.根据权利要求1所述的单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，其特征在于:所述外加横向钢梁(I)与外加钢柱(2)之间形成的夹角处设置斜撑(6)。
6.根据权利要求2所述的单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，其特征在于:所述原山墙(4)顶部内侧开有安装槽，所述外加横向钢梁(I)嵌入安装槽内；所述原纵墙(5)顶部外侧开有安装槽，所述外加横向钢梁(I)嵌入安装槽内。
专利摘要本实用新型一种单层硬山搁檩砌体住宅的钢架护顶结构，原屋面上设置有原屋顶檩条，包括外加横向钢梁、外加纵向钢梁外加钢柱、外加基础、屋架梁和至少两根斜钢梁，所述斜钢梁上间隔焊接V型槽，所述V型槽的设置间距与原屋顶檩条设置间距相同，其中，两根斜钢梁人字型对接设置，其上的V型槽卡紧原屋顶檩条，所述斜钢梁的底端与屋架梁固定连接，三者共同形成A型加固钢屋架，所述A型加固钢屋架支撑在外加横向钢梁、外加纵向钢梁、外加钢柱和外加基础形成的钢架上。将屋面荷载由墙体承担转换成钢架护顶结构承担，在不影响继续使用的情况下，提高了结构的抗震性能，可广泛应用于边远地区已有的石头和砖房的抗震加固改造。
文档编号E04B1/98GK203008402SQ20122061230
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者董有, 鞠树森, 谢建明, 甄进平 申请人:北京筑福国际工程技术有限责任公司