专利名称：抗震低层楼房加层结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种低层楼房加层结构，特别涉及于一种具有抗震特性的低层楼房加层结构。
低层楼房加层结构是目前城市建设出现的一个新课题。就我国的具体情况来说，五十年代到六十年代城市建筑基本上是3-5层楼，七十年代开始出现了一些6-9层楼的建筑，八十年代随着人口的增加和经济建设的发展，城市新建楼房的规划要求，基本上都在6层以上。根据我国国情，在建筑物的使用和管理方面还不可能普遍使用电梯的情况下，一般以6-9层为益。我国人口多耕地少，城市发展受到限制，根据城市发展的具体经济情况，多数情况下城市的发展都是在自身的基础上找出路，然而多年来，城市有限的面积，特别是主要城区基本上都被低层楼房占满。一些高层建筑群基本上多分布于城市的边沿，只有少数位于被迫拆除的原建筑物的区域。城市要发展，建筑物普遍低的矛盾是一定要解决的。这样低层楼房加高的的问题出现了。而且已经有不少地区进行了在原结构上的加层。原建筑物的结构承载能力，是根据原有的荷栽设计的，如果所加层的重量仍然依靠原结构，从结构的受力分析显然是不行的。在原结构上加层，造成楼房倒塌。特别是在地震区，将造成更大的人员伤亡和财产损失。中国是一个多地震的国家，地震给人民造成的灾害是十分巨大的，其灾害主要表现在建筑物的破坏方面。中国又是一个人多地少的大国，国家经济困难无法大批拆旧房建新楼来解决人民的住房困难的局面，因而只有走原有建筑物成倍加高的出路，来解决人民的住房困难。而占全国90％以上的既有建筑物抗地震破坏能力很差，因此，解决数千亿平方米的既有建筑物的隔震减震与成倍加高，将是本世纪和下一个世纪中国所需要解决的大事。
本实用新型的目的针对现有低层楼房加层结构中存在的不足之处，根据结构动力学平衡理论，提出一种抗震低层楼房加层结构。
本抗震低层楼房加层结构的技术方案是它主要由低层楼房，加层结构，隔震减震装置和联结装置构成，其特征在于1)在加层结构的上部建筑与其基础之间、在加层结构的各个刚性区段的水平方向和竖直方向之间或在加层结构的基础外围设置隔震减震装置；2)在加层结构与低层楼房之间设置联结装置；3)在加层结构跨越低层楼房上方或在每层层高处设有承重大梁。
设置在上部建筑与其基础之间的隔震减震装置为可滑动的弹性叠合垫层或复合材料制成的夹合垫层，所述垫层可连续或间隔放置。所述水平隔震减震装置为橡胶或橡塑叠合垫层，或高强度聚四氟乙烯滑动复合支座板。设置于加层结构各个刚性区段水平方向之间的隔震减震装置为可滑动的弹性叠合垫层，或复合材料制成的垫层，所述垫层可连续放置或间隔放置。设置于加层结构各个刚性区段竖直方向之间的隔震减震装置为用弹性材料或弹簧制成的弹性恢复机构。设置于加层结构的基础外围的隔震减震装置为隔震减震沟。设置于加层结构的基础外围的隔震减震装置为用砖，石或混凝土砌筑成的隔震减震沟，并在两沟壁之间填充有弹性消能材料或可压缩的废料。设置于加层结构与低层楼房之间的联结装置为可竖直滑动的铰接机构。所述承重大梁为双曲拱式、悬拉双曲拱式或悬拉斜支承重大梁。
本抗震低层楼房加层结构，不仅在结构上大大提高建筑物抵抗地震灾害的能力，大大延长了建筑物使用寿命，而且还降低20％左右的工程投资。加层结构比拆除原有建筑物重新修建要节省投资50％左右。
为进一步说明本抗震低层楼房加层结构的具体构造，将参照附图和实施例进行具体描述。
其附图有
图1-4分别为设有隔震减震装置的低层楼房加层结构图；图5-7分别为
图1-4中所示抗震夹层结构中大跨度承重大梁示意图。
在
图1-7中1抗震加层结构；2水平隔震减震装置；3外围隔震减震装置；4弹性消能填料；5竖直隔震减震装置；6联结装置；7柱基；8低层楼房；9承重大梁；10抗震加层结构立柱；11横梁；12双曲拱式承重大梁；13悬拉双曲拱式承重大梁；14悬拉斜支托式承重大梁；15拉力杆件；16基础；A、B、C分别为加层结构的各个刚性区段。
现对各附图进行具体说明
图1为本实用新型的抗震低层楼房加层结构的实施例，图中主要表示本抗震低层楼房加层结构1是由4段刚性区段构成，在每两段刚性区段之间及在最下段刚性区段和基础(图中未表示)之间均设置有隔震减震垫层2，并在结构1两侧设有隔震减震沟3及放置在沟3中的弹性消能填料4。
图2中表示的抗震低层楼房加层结构1是由多段刚性区段构成的高层楼房，在每两段刚性区段之间设置隔震减震垫层2，并在加层结构1中的竖直框架之间设置有竖直隔震减震装置5。
图3中主要表示了原有的低层楼房8与加层结构1的立柱之间设置有可竖直滑动减震机构6，此即为抗震加层结构1与低层楼房8之间的联结装置。
图4中表示了本抗震低层楼房加层结构1的结构及其联结关系，它将在下面的实施例中具体说明。
图5-7为抗震加层结构跨越原有低层楼房的大跨度承重大梁的3种结构形式，图5中的12为一种双曲拱式大梁；图6中为一种悬拉双曲拱式大梁13，在梁13上方两端设置有拉力杆件15；在图7中表示的是一种悬拉斜支托式大梁14，在梁的两端上方也设置有拉力杆件15。在图5-7中的3种承重大梁均处于抗震加层结构的两侧承重立柱之间。
本抗震低层楼房加层加高基于以下两个方面第一方面；本实用新型中提出的隔震减震装置的设计是指将原有建筑物由原现行设计规范所确立的整体式结构设计体系，改变为分离式结构体系。即(1)将建筑物首先在上部结构与基础分开来，在高层建筑的上部结构中也分离成多个重叠的刚性区段。在上部结构与基础分离处，以及高层建筑上部结构的分离处，安装隔震减震垫层或装置，其材料可以选用橡胶垫、橡塑垫或复合材料等其它材料。(2)在(1)的基础上，在建筑物四周一定距离内地面以下基础面以上，或在基础上设有隔震减震装置(垫层)的位置以上，设立完全隔断地震波冲击建筑物的隔震减震沟。隔震减震沟可以设计成钢筋混凝土结构，也可以用其它弹性材料或其它复合材料。在隔震减震沟中放置弹性消能填料，或密封式弹簧或其它弹性材料。在高层建筑上部结构的隔震减震装置中，设计安装弹性减震恢复装置，其弹性减震恢复装置可以用弹簧、弹簧片或其它弹性材料制成。
第二方面在第一方面确立的基础上，才能解决现有使用中新旧建筑物的成倍加高。如原有建筑是2-10层或10-20层，在保证原有建筑物不需拆除，并继续使用的情况下加高到8-40层。如果对原有建筑不采取隔震减震装置的设计，而盲目加高的话，必将留下地震爆发时，原建筑物与加高新结构由于震动不一样而相互发生冲撞的严重隐患，因此后患无穷，后果严重。本实用新型提出的在采用了隔震减震装置的安全设计的基础上，采用桥梁结构与减震结构之组合特殊结构将原建筑成倍加高。其方法是在原建筑物四周设立与原建筑物分离的承重立柱，承重立柱下设计承重基础，其基础可以是桩基或条型基础，在基础中设隔震减震垫层或装置。其隔震减震装置可以是橡胶垫、橡塑垫或其它复合材料多层重叠制成，在用多层复合材料或钢板重叠组成的隔震减震装置中的隔层之间采用滑石粉或润滑剂等减少磨擦力的材料，其作用在于更好的滑动减震。在原低层楼房四周设立的加层结构立柱沿原建筑物上去，并超过原低层楼房高度以上，至所需要加高的高度为止。加层结构的承重立柱与原低层楼房每层的层高处设置可以竖直滑动的滑动联结装置，滑动联结装置将加层结构的承重立柱与原低层楼房连接起来，其作用在于地震爆发时，加高结构与原建筑物互相加大稳定和震动同步的效果，保证加层结构的安全。在加层结构承重立柱超过原低层楼房的上空部位，按所需要的加高的楼层的每层层高处设置承重大梁，并与加层结构承重立柱整体连接起来，形成如图4所示的原低层楼房与新加层结构为一体的新建筑物。加层结构的承重立柱上的承重大梁将所增加的荷载传递给承重立柱至基础，不压在原建筑物上，保证原低层楼房的安全使用。加层结构承重立柱上的承重大梁可以是直线形、变截面形的承重大梁，在遇上原低层楼房跨度较大，而迫使加层结构的承重大梁的跨度更大，现行结构设计无法解决，用钢结构投资又十分巨大的情况下，采用桥梁结构与减震结构相结合的新型特殊结构解决大跨度承重大梁的设计，其承重大梁的形式可以是双曲拱式、悬拉双曲拱式或悬拉斜支托式，如图5-7所示。
实施例如图4所示的抗震低层楼房加层结构，它由原有的低层楼房8和加层结构1构成，加层结构1分为A、B、C三个刚性区段，在刚性区段A与B、B与C及C与基础16之间分别设有水平隔震减震装置2，跨越低层楼房8的加层结构1的刚性区段C为一由承重大梁9、立柱10和立柱10间的横梁11构成的框架，在立柱10及基础16外侧设置有隔震减震沟3，在钢筋混凝土沟壁之间填有易压缩建筑材料或废料4。所述水平隔震减震装置2采用间隔放置的橡胶叠合垫层，叠合面间放置润滑材料。承重大梁9采用图6所示的带有拉力杆件15的悬拉双曲拱式承重大梁1∶3。加层结构1的立柱10与原低层楼房8之间的联结装置6采用了竖直滑动的较接机构。
权利要求1.一种抗震低层楼房加层结构，它主要由低层楼房，加层结构，隔震减震装置和联结装置构成，其特征在于1)在加层结构的上部建筑与其基础之间、在加层结构的各个刚性区段的水平方向和竖直方向之间或在加层结构的基础外围设置隔震减震装置；2)在加层结构与低层楼房之间设置联结装置；3)在加层结构跨越低层楼房上方或在每层层高处设有承重大梁。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于设置在上部建筑与其基础之间的水平隔震减震装置为可滑动的弹性叠合垫层或复合材料制成的复合垫层，所述垫层可连续或间隔放置。
3.如权利要求1或2所述的结构，其特征在于所述水平隔震减震装置为橡胶或橡塑叠合垫层，或高强度聚四氟乙烯滑动复合支座板。
4.如权利要求1所述的结构，其特征在于设置于加层结构各个刚性区段水平方向之间的隔震减震装置为可滑动的弹性叠合垫层，或复合材料制成的复合垫层，所述垫层可连续放置或间隔放置。
5.如权利要求1所述的结构，其特征在于设置于加层结构各个刚性区段竖直方向之间的隔震减震装置为用弹性材料或弹簧制成的弹性恢复机构。
6.如权利要求1所述的结构，其特征在于设置于加层结构的基础外围的隔震减震装置为隔震减震沟。
7.如权利要求1或6所述的结构，其特征在于设置于加层结构的基础外围的隔震减震装置为用砖、石或混凝土砌筑成的隔震减震沟，并在两沟壁之间填充有弹性消能材料或可压缩的废料。
8.如权利要求1所述的结构，其特征在于设置于加层结构与低层楼房之间的联结装置为可竖直滑动的铰接机构。
9.如权利要求1所述的结构，其特征在于所述承重大梁为双曲拱式、悬拉双曲拱式或悬拉斜支承重大梁。
专利摘要本实用新型属于一种抗震低层楼房加层结构,它主要由低层楼房、加层结构、隔震减震装置和联结装置构成,在加层结构的上部建筑与基础之间或上部建筑的各个刚性区段之间的水平或竖直方向上设置有隔震减震装置,在加层结构和低层楼房之间设置有联结装置,并在加层结构跨越低层楼房上方设有承重大梁。本抗震加层结构的主要优点在于它不仅提高了建筑物的振震能力,并可节省投资50%左右。
文档编号E04B1/18GK2330724SQ9720147
公开日1999年7月28日 申请日期1997年2月19日 优先权日1997年2月19日
发明者陆建衡 申请人:陆建衡