专利名称：减轻框架结构地震反应的加固方法
技术领域：
本发明涉及建筑结构减震及结构加固技术领域，特别涉及ー种减轻框架结构地震反应的加固方法。
背景技术：
框架结构具有平面布置灵活、自重较轻等优点，在我国エ业与民用建筑中被广泛采用。目前，对于钢筋混凝土框架结构的抗震加固具有多种加固方法，可分为直接加固方法和间接加固方法。直接加固法是直接对框架结构的构件采取抗震加固的方法，例如，增大截面法，外粘型钢法、外粘钢板法或外粘纤维片材法等，这些方法的共同特点是直接针对拟加固的构件进行抗震加固，提高构件的承载能力。间接加固方法是依据既有框架的结构方案以及结构构件的布置，采取技术措施改变结构的传力途径及内力分布，或减小结构、构件承受的荷载以达到加固的目的，例如，通过增设抗震墙将框架由单重结构转变为框架-抗震墙双重结构体系，即，不直接加固框架结构部分，而是增设抗震墙并由抗震墙承担大部分地震作用，框架作为第二道抗震防线，以达到间接加固框架的目的。实际工程中，增设抗震墙的间接加固方法最大问题是抗震墙自重随着层数的增加而増大，新老基础的设计及施工有难度，且主体结构与新增抗震墙之间存在不均匀沉降等问题，新增抗震墙越高则不均匀沉降问题越明显。对于框架结构，底层常用于商场、宾馆、展览厅等，需要较高的使用空间，另一方面，受地表附近地基土层软弱的影响，基础需要一定的埋置深度而落于较密实的土层上，因此框架结构底层的计算层高一般较高，底层框架柱的计算高度较大。采用传统增设抗震墙的间接加固方法时，同样存在抗震墙自重随着层数的增加而増大，新老基础的设计及施工有难度等问题。
发明内容
本发明的目的是针对框架结构，特别是柱下独立基础埋置较深的框架结构，提供一种新的间接加固框架结构的方法，可以有效减小框架结构所承受的地震作用，减轻结构的地震反应，进而降低框架梁、框架柱等主要抗侧カ构件的配筋量。本发明的技术方案如下减轻框架结构地震反应的加固方法，其特征在于，包括如下步骤步骤a，在框架结构的室内和室外地坪处开挖施工操作空间，操作空间由室内外地坪标高位置向下开挖至设计深度；在室内和室外地坪以下设置混凝土墙3的水平钢筋及竖向钢筋，所述竖向钢筋在顶部弯折伸入拟设置的混凝土板4内，绑扎钢筋形成混凝土墙3的钢筋龙骨；所述混凝土墙3沿框架的双向设置。步骤b，支混凝土墙3的模板，浇筑混凝土至拟设置的混凝土板4的板底位置，形成混凝土墙3 ;将混凝土墙3两侧进行回填，夯压密实；
步骤C，将拟设置的混凝土板4下面的地基层夯压密实并铺设一层素混凝土作为打底垫层；设置混凝土板4的纵筋，并将边跨位置的混凝土板4的纵筋延伸至混凝土墙3的钢筋龙骨，绑扎钢筋；步骤d，在室内外浇筑混凝土形成混凝土板4，并将混凝土墙3的顶部位置浇筑完整，使得混凝土墙3与混凝土板4现浇为整体，所述混凝土板4及混凝土墙3位于室内外地坪标高之下，完成框架结构的加固。进一步地，所述混凝土板4的纵向钢筋遇到框架柱I时可以采用植筋的方式植入框架柱I，也可以绕过框架柱I，混凝土板4的配筋除按照楼面承受的竖向荷载作用进行计算配筋外，还应按照受拉构件进行计算。进一步地，在混凝土板4的下方、框架柱I的旁边设置混凝土翼墙5，所述混凝土翼墙5不超出独立基础2的边缘，其竖向钢筋向上伸入混凝土板4内，向下植入独立基础2，其水平钢筋植入框架柱I。进一步地，对于所述混凝土墙3的长度，可以连续设置，也可以分段设置。当室内的混凝土墙3与独立基础2的联系梁相遇时，在相交处设置缺口，避开原有独立基础的联系梁。所述混凝土墙3的下面根据计算要求设置或不设置基础。上述加固施工步骤的先后顺序可以进行适当调整。与现有框架结构的直接加固方法和间接加固方法相比，本发明的加固方法有着完全不同的加固理念，是针对框架结构特点而提出的一种全新的加固方法，属于减震加固技术。本发明的减轻框架结构地震反应的加固方法，其思路是通过在框架结构室内外地面标高以下设置混凝土板并在室外地坪标高以下设置混凝土墙的方法对框架结构进行间接加固，降低了框架底层的计算层高，有效减少了框架结构所承受的地震作用，减轻了结构的地震反应，进而降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件的配筋量以及结构的最大层间位移角，这种降低配筋的程度是最广泛的，基本上涵盖了框架的所有受力构件，特别适用于柱下基础埋置较深的框架结构。同时，底层框架柱的计算长度降低后，其层间抗侧刚度得到一定程度提高，有利于避免底层出现薄弱层的可能。本发明的加固方法，加固工作主要集中在框架结构的室内外地坪标高以下，对框架结构的上部结构没有扰动，施工简单，造价较小，可广泛应用于框架结构的加固改造中。
图I为本发明的加固方法用于加固框架结构的立面示意图；图2为本发明的加固方法用于加固框架结构的另一例的立面示意图，室外地坪低于室内地坪。附图标记I-框架柱；2_独立基础；3_混凝土墙；4_混凝土板；5_混凝土翼墙；11_室内地坪标高；12-室外地坪标高；13-室内的混凝土板4的顶面标高；14-室外的混凝土墙3的顶面标闻。
具体实施例方式本发明提供了减轻框架结构地震反应的加固方法，下面通过具体实施方式
对本发明做进一步说明。实施例一参照图1，某框架结构的室内地坪标高11与室外地坪标高12相等，室内地坪至一层顶板顶面的高度为3. 6m，独立基础埋置深度为I. 5m，独立基础高度为O. 5m，底层框架的层高由基础顶面取至一层顶板顶面即4. 6m，现利用本发明的加固方法加固该框架结构以减轻结构的地震反应，主要加固步骤如下步骤1，在框架结构的室内外地坪处开挖施工操作空间，室外操作空间由室外地坪标高12位置向下开挖至独立基础2底面标高以下300mm，室内操作空间由室内地坪标高11 位置向下开挖至独立基础及联系梁的顶面。在框架结构的室外沿周边拟设置一圈混凝土墙 3，在室内每两个框架柱中间拟设置一道垂直于柱轴线的混凝土墙3。设置混凝土墙3的水平钢筋及竖向钢筋，所述混凝土墙3的竖向钢筋在顶部位置水平弯折伸入拟设置的混凝土板4内，绑扎钢筋形成混凝土墙3的钢筋龙骨；支混凝土墙3的模板，浇筑混凝土至拟设置的混凝土板4的板底位置，形成混凝土墙3，所述混凝土墙3的厚度为200_ ;将混凝土墙3 内侧和外侧进行回填，夯压密实。步骤2，在框架柱I的旁边设置混凝土翼墙5，所述混凝土翼墙5的长度不超出独立基础2的边缘，高度至拟设置的混凝土板4的板底，所述混凝土翼墙5的厚度为200mm ； 所述混凝土翼墙5的水平钢筋和竖向钢筋采用植筋的方式植入框架柱I和独立基础2，且竖向钢筋向上伸出翼墙的墙顶，以锚入接下来施工的混凝土板4内部。步骤3，将拟设置的混凝土板4下面的地基层夯压密实并铺设一层素混凝土作为打底垫层，设置混凝板4的纵筋并绑扎；所述混凝土板4的纵向钢筋遇到框架柱I时绕过框架柱I ;将边跨位置的混凝土板4的纵筋延伸至混凝土墙3的钢筋龙骨，并与混凝土墙3的钢筋龙骨进行连接、绑扎；步骤4，在室内外浇筑混凝土形成混凝土板4，并将混凝土墙3的顶部位置浇筑完整，所述混凝土板4的厚度为200mm，位于室内外地坪标高之下50mm，所述混凝土墙3位于室外地坪标高之下50mm，完成框架结构的加固。上述加固施工步骤的先后顺序可以进行适当调整。加固后的立面示意图如图I所示。加固后，框架结构的嵌固部位为新增的混凝土板4的板顶位置，加固后底层的层高由混凝土板4的板顶标高位置取至一层顶板顶面即3. 65m。本发明的加固方法将框架底层的计算高度由4. 6m降低至3. 65m，有效减少了框架结构所承受的地震作用，减轻了结构的地震反应，进而降低了框架梁、框架柱等主要抗侧力构件因地震作用而引起的配筋量以及结构的最大层间位移角，这种降低配筋的程度是最广泛的，基本上涵盖了框架结构的所有抗侧力构件。由上述实施例的加固过程可见，本发明的加固工作主要集中在框架结构的底层，对上部楼层的结构没有扰动，施工简单，造价较小，可广泛应用于框架结构的加固改造中O实施例二 参照图2，示出了本发明的加固方法用于加固框架结构实施例二的立面示意图。本实施例与实施例一的不同之处在于本实施例的室外地坪低于室内地坪，与混凝土墙3相连的混凝土板4呈倾斜设置。本实施例的加固实施步骤与上述实施例的步骤相似，在此不再详细论述。
权利要求
1.减轻框架结构地震反应的加固方法，其特征在于，包括如下步骤步骤a，在框架结构的室内和室外地坪处开挖施工操作空间，操作空间由室内外地坪标高位置向下开挖至设计深度；在室内和室外地坪以下设置混凝土墙(3)的水平钢筋及竖向钢筋，所述竖向钢筋在顶部弯折伸入拟设置的混凝土板(4)内，绑扎钢筋形成混凝土墙(3) 的钢筋龙骨；步骤b，支混凝土墙(3)的模板，浇筑混凝土至拟设置的混凝土板(4)的板底位置，形成混凝土墙(3);将混凝土墙(3)两侧进行回填，夯压密实；步骤C，将拟设置的混凝土板(4)下面的地基层夯压密实并铺设一层素混凝土作为打底垫层；设置混凝土板(4)的纵筋，并将边跨位置的混凝土板(4)的纵筋延伸至混凝土墙(3)的钢筋龙骨，绑扎钢筋；步骤d，在室内外浇筑混凝土形成混凝土板(4)，并将混凝土墙(3)的顶部位置浇筑完整，使得混凝土墙(3)与混凝土板(4)现浇为整体，所述混凝土板(4)及混凝土墙(3)位于室内外地坪标高之下，完成框架结构的加固。
2.根据权利要求I所述的减轻框架结构地震反应的加固方法，其特征在于，所述混凝土板(4)的纵向钢筋遇到框架柱(I)时可以采用植筋的方式植入框架柱(I)，也可以绕过框架柱⑴。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的减轻框架结构地震反应的加固方法，其特征在于，在混凝土板(4)的下方、框架柱(I)的旁边设置混凝土翼墙(5)，所述混凝土翼墙(5)不超出独立基础⑵的边缘，其竖向钢筋向上伸入混凝土板⑷内，向下植入独立基础(2)，其水平钢筋植入框架柱(I)。
全文摘要
本发明公开了一种减轻框架结构地震反应的加固方法，属于结构抗震及加固技术领域。本发明的加固方法是在框架结构的室内外地坪标高以下设置混凝土墙和混凝土板，完成框架结构的加固。本发明的加固方法减小了框架结构底层的计算层高，有效减少了框架结构所承受的地震作用，减轻了框架结构的地震反应，降低了框架梁、框架柱等主要构件的配筋量，发挥了间接加固框架结构的有益效果。
文档编号E04G23/00GK102587682SQ20121009812
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者刘海涛, 徐健, 郭猛 申请人:郭猛