一种砌体结构减震加固方法与流程

本发明涉及一种结构加固方法，特别涉及一种既有砌体结构消能减震加固方法，属于建筑结构抗震加固技术领域。

背景技术：

砌体结构是我国长时期来应用最为广泛的一种结构形式，在我国城镇化进程中发挥着重要作用。但由于建造材料耗能能力较低，导致其抗震性能较差，在历次震害中损毁严重。对于达到设计使用年限的老旧建筑及在震害中受到损伤的砌体结构，大面积拆除重建是不现实的。相对可行的方法是采取有效的抗震加固措施，提高抗震承载能力以满足既有结构的抗震设防目标要求。

近几十年，从历次地震中吸取经验，针对砌体结构已提出若干抗震加固方法。对于墙体的加固通常采用钢筋网面层加固及混凝土板墙加固等方法，一定程度上可以提高结构抗震性能,但施工过程较为繁琐且工期较长，常需要现场入户湿作业，使建筑使用面积减少，且造价相对较高。对于结构整体的加固通常采用增设圈梁与构造柱的方法，可以提高结构抗倒塌的能力，但是这种方式已不能满足我国现有的抗震设防水准要求，且仍属于传统的“加强硬抗”的措施。

随着减隔震技术在建筑结构中应用的日渐成熟，为其应用于砌体结构的改造加固提供了可能。减震加固结构具有抗震性能理想、技术措施简单、施工速度极快、减震装置可更换等突出优点,特别适用于结构抗震加固与使用功能恢复,具有良好的工程应用价值及发展前景。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出了一种工程体量小、施工周期短、工程造价低等优点的砌体结构消能减震加固方法。该方法基于粘滞阻尼器耗能减震原理，在砌体结构墙体表面增设钢框架与支撑，在结构各层节点与支撑之间布置粘滞阻尼器，显著提高了砌体结构的抗震能力。不影响正常使用，不占用额外空间，不改变结构功能特性。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种砌体结构减震加固系统，包括钢框架，所述钢框架锚固于砌体结构的横墙和纵墙，在钢框架内设置有消能减震装置。

所述钢框架由钢框架梁与钢框架柱组成，连接处形成钢框架节点；所述消能减震装置由粘滞阻尼器、钢支撑、节点板、支撑板、连接板及限位板件组成，支撑板焊接于钢框架节点翼缘内侧，钢支撑底部与本层下部的支撑板焊接；钢支撑顶部与连接板焊接于限位板件内。

所述限位板件焊接在上层钢框架梁底面翼缘中部，所述节点板焊接于上层钢框架节点角部；所述粘滞阻尼器布置于节点板与连接板之间。

所述钢框架柱采用h型钢，钢框架梁采用h型钢，翼缘钻直径14.5mm；锚杆采用hrb335钢材，直径为φ14，钢筋间距600mm，锚杆长度为140mm；锚固位置位于横墙与纵墙，纵横墙钻孔直径均为17mm，钻孔深度为145mm；锚固前，将锚杆打磨至露出金属光泽状态，锚固端用丙酮清洗干净；孔洞灌浆，灌浆所用的粘合剂为热固性的环氧树脂。

所述粘滞阻尼器的外形尺寸为1100mm×118mm；所述钢支撑采用h型钢；所述支撑板采用尺寸190mm×190mm；所述节点板采用尺寸为210mm×355mm，厚度36mm的钢板。

所述的砌体结构减震加固系统的方法，包括如下步骤：

(1)将钢框架柱固定于新浇混凝土基础，相邻钢框架柱采用角钢焊接；

(2)钢框架柱和钢框架梁与墙体采用电锤钻孔，将锚杆打磨至露出金属光泽状态，锚固端用丙酮清洗干净；

(3)于横墙与纵墙上的孔洞进行压力灌浆，灌浆所用的粘合剂为热固性的环氧树脂；

(4)锚杆植入，伸入孔洞内部至尽头，上紧螺母；

(5)支撑板三面围焊于钢框架柱节点翼缘处；“λ形”钢支撑脚部焊接于支撑板；

(6)固定上连接板件，连接板置于内外侧限位板之间；

(7)将带有耳环的粘滞阻尼器的一端对孔安装至节点板就位，通过调节阻尼器上紧固螺栓的位置，将粘滞阻尼器一端连接于节点板，一端连接于连接板。

采用上述技术方案的有益效果是：

本发明采用的减震加固方法完全不同于传统砌体结构加固方法，将传统结构“加强硬抗”的加固思路转化为“转移释放”的耗能理念。借助消能减震技术加固砌体结构，利用了粘滞阻尼器耗能充分的优势，在实现有效的抗震性能的同时,明显加快了施工速度，降低了加固成本，简化了技术方案。本发明具有可操作性和推广性，可带来显著经济与社会效益。

附图说明

图1为本发明横墙钻孔布置图；

图2为本发明纵墙钻孔布置图；

图3为本发明墙体局部钻孔剖面示意图；

图4为本发明纵墙减震加固立面图；

图5为本发明横墙减震加固立面图；

图6为本发明减震装置连接示意图；

图中，1钢框架柱；2钢框架梁；3孔洞；4钢支撑；5横墙；6纵墙；7锚杆；8限位板；9节点板；10连接板；11耳环；12紧固螺栓；13螺母；14支撑板。

具体实施方式

一种砌体结构减震加固方法，在砌体结构墙体表面设置带有消能减震装置的钢框架。所述钢框架锚固于砌体结构横墙和纵墙，由钢框架梁与钢框架柱组成，连接处形成钢框架节点；所述消能减震装置布置在钢框架平面内，所述消能减震装置由粘滞阻尼器、钢支撑、节点板、支撑板及限位板件组成，所述支撑板焊接于钢框架节点翼缘内侧，所述钢支撑底部与本层下部钢框架节点处支撑板焊接；钢支撑顶部与连接板焊接于限位板件内，所述限位板件焊接在上层钢框架梁底面翼缘中部，所述节点板焊接于上层钢框架节点角部，所述粘滞阻尼器布置于节点板与连接板之间。

所述钢框架柱采用h型钢(hn200×100×5.5×8)，钢框架梁采用h型钢(hn175×90×5×8)，翼缘钻直径14.5mm。锚杆采用hrb335钢材，直径为φ14，钢筋间距600mm，锚杆长度为140mm。锚固位置位于横墙与纵墙，纵横墙钻孔直径均为17mm，钻孔深度为145mm。锚固前，将锚杆打磨至露出金属光泽状态，锚固端用丙酮清洗干净。孔洞灌浆，灌浆所用的粘合剂为热固性的环氧树脂。

所述粘滞阻尼器的外形尺寸为1100mm×118mm。所述钢支撑采用h型钢(hn150×75×5×7)。所述支撑板采用尺寸190mm×190mm。所述节点板采用尺寸为210mm×355mm，厚度36mm的钢板。

上述砌体结构减震加固方法包括如下步骤：

(1)将钢框架柱(1)固定于新浇混凝土基础，相邻钢框架柱采用角钢焊接。

(2)钢框架柱(1)和钢框架梁(2)与墙体采用电锤钻孔，将锚杆(7)打磨至露出金属光泽状态，锚固端用丙酮清洗干净。

(3)于横墙(5)与纵墙(6)上的孔洞(3)进行压力灌浆，灌浆所用的粘合剂为热固性的环氧树脂。

(4)锚杆(7)植入，伸入孔洞内部至尽头，上紧螺母(13)。

(5)支撑板(14)三面围焊于钢框架柱节点翼缘处。“λ形”钢支撑(4)脚部焊接于支撑板(14)。

(6)固定上连接板件，连接板(10)置于内外侧限位板(8)之间。

(7)将带有耳环(11)的粘滞阻尼器的一端对孔安装至节点板(9)就位，通过调节阻尼器上紧固螺栓(12)的位置，将粘滞阻尼器一端连接于节点板(9)，一端连接于连接板。

本发明是一种既有砌体结构消能减震加固方法，其在砌体结构的外墙设置钢框架，所述钢框架柱柱脚埋置新浇混凝土基础内。相邻钢框架柱翼缘采用角钢焊接。钢框架采用电锤钻孔，与墙体锚杆连接。所述锚杆与孔洞内壁之间灌注环氧树脂。钢框架柱间设置“λ形”钢支撑，支撑顶布置粘滞阻尼器。

其具体加固步骤如下：

步骤一：在外墙需设置钢框架柱处开挖基础，开挖深度至原基础底面。将钢框架柱预置开挖处，浇筑混凝土并与原基础形成整体。

步骤二：相邻钢框架柱的翼缘采用角钢焊接。横墙和纵墙墙体采用电锤钻孔工艺，钻孔直径17mm，深度140mm。钢框架柱和钢框架梁距翼缘边缘30mm(2倍孔洞直径)处钻成孔洞。孔洞位置按照竖向间距600mm排列，横向两排，间距132mm；

步骤三：采用热固性的环氧树脂在孔洞压力灌浆，将锚杆打磨至露出金属光泽状态后植入孔洞内部至尽头，上紧螺母。

步骤四：待环氧树脂凝固后，将支撑板焊接于钢框架柱节点翼缘，钢支撑下端焊接于支撑板上，将“λ形”钢支撑下端分别固定于两相邻钢框架柱翼缘。

步骤六：先将内侧限位板的焊接于钢框架梁跨中下翼缘边缘，后将连接板焊接于“λ形”钢支撑顶部。最后将外侧限位板对称布置于钢框架梁跨中下翼缘边缘。连接板置于内外侧限位板之间，但并不接触。

步骤七：将带有耳环的粘滞阻尼器的一端对孔安装至节点板就位，通过调节阻尼器上紧固螺栓的距离确定阻尼器的安装位置，以保证另一端对孔连接于连接板上。

其中：

1、钢框架柱采用h型钢(hn200×100×5.5×8)，钢框架梁采用h型钢(hn175×90×5×8)，翼缘钻直径14.5mm。

2、锚杆类型选择为粘结式树脂型锚杆，锚杆采用hrb335级钢筋，直径为φ14，钢筋间距600mm，锚杆长度为140mm。钻孔直径17mm。

3、粘结树脂采用热固性的环氧树脂。

4、支撑板规格为190mm×190mm钢板，与钢框架柱翼缘采用三面围焊，钢板厚度可视缝隙情况调节。

以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。