[發(fā)明專利]鋼結(jié)構(gòu)增層建筑物的結(jié)構(gòu)處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310221356.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103306494A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉香竹
• 申請（專利權(quán)）人: 葉香竹
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04B1/58;E04B1/98
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)增層建筑物，特別涉及一種鋼結(jié)構(gòu)增層建筑物的結(jié)構(gòu)處理方法。

背景技術(shù)

隨著城市的建設(shè)與改造，對原有建筑物的房屋增層加高有了較大的發(fā)展。它不占城市用地，不需要建新的建筑物基礎(chǔ)，投資小見效快，對解決缺房以及樓房的改造有一定的積極作用。為了提高建筑物質(zhì)量，保證安全，對如何處理好一些帶有普遍性和規(guī)律性的問題是十分有益的。建筑物增層加高，應(yīng)注重技術(shù)措施和經(jīng)濟(jì)效益，在適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的前提下，堅持用料少，投資小，工期短，見效快和施工簡便的原則。鋼結(jié)構(gòu)增層建筑物是這類建筑物現(xiàn)實和可行的選擇，也是體現(xiàn)它優(yōu)越性的特點(diǎn)。但是增層建筑物的結(jié)構(gòu)處理一直是工程界的難題之一，如果解決不好，就會導(dǎo)致增層建筑物出現(xiàn)裂縫或不均勻沉降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠的鋼結(jié)構(gòu)增層建筑物的結(jié)構(gòu)處理方法。

本發(fā)明中增層建筑物承重結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)框架體系，樓蓋采用鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，壓型鋼板上現(xiàn)澆混凝土疊合面層，采用荷載較輕的樓面面層，在結(jié)構(gòu)面層上坐漿后鋪設(shè)薄磚，屋蓋采用金屬絕熱材料夾芯板，支承于薄壁型鋼模條上，外墻采用鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾心板，隔墻采用輕鋼龍骨雙面石膏隔聲墻，在雙面石膏板間填塞巖棉隔聲材料，從而達(dá)到了減輕結(jié)構(gòu)自重的目的。

鋼梁與鋼柱的連接采用剛性節(jié)點(diǎn)，首先用安裝螺栓將梁與柱定位，然后再進(jìn)行梁柱連接節(jié)點(diǎn)的焊接；沿房屋縱向布置的次梁與主梁的連接采用鉸接節(jié)點(diǎn)，次梁與主梁的連接采用螺栓進(jìn)行連接。

增層結(jié)構(gòu)的鋼柱底部與原混凝土框架連接處的構(gòu)造是結(jié)構(gòu)處理中的一個關(guān)鍵問題。為了實現(xiàn)增層后的房屋安全可靠，本發(fā)明采取特有構(gòu)造。

混凝土框架柱與鋼柱的連接采用如下：

鋼柱四角設(shè)置角鋼，水平綴板與角鋼焊接連接，施工時先將原房屋頂部混凝土框架柱四角部位的屋面板現(xiàn)澆帶打孔，以便將豎向角鋼從孔中穿入節(jié)點(diǎn)下部，并與原頂層柱截面的四角密粘。水平綴板每隔1.5～1.8m設(shè)置一個，水平綴板將相鄰角鋼聯(lián)成整體，水平綴板通過化學(xué)錨栓固定在鋼柱，鋼柱和混凝土框架柱之間留置250～300mm空隙填充膨脹混凝土，膨脹混凝土強(qiáng)度比混凝土框架柱混凝土強(qiáng)度至少大一個等級，膨脹混凝土強(qiáng)度要高于C35，混凝土框架柱和樓板之間設(shè)置鋼套筒，鋼套筒內(nèi)填塞鋼渣，鋼渣粒徑為10～20mm，鋼渣填充量為鋼套筒的2/3。鋼套筒內(nèi)鋼渣在受到地震水平力時可以緩沖結(jié)構(gòu)變形，起到耗能的作用。

在鋼柱底部以上0.8m范圍內(nèi)沿鋼柱截面周邊加焊φ16抗剪銷釘，以增加鋼柱的錨固力。

由于增層已使原混凝土框架的內(nèi)力發(fā)生較大變化，部分混凝土框架柱的承載力已不能滿足規(guī)范要求。因而必須采取措施加以解決，這也是本發(fā)明需要解決的重要問題之一。通常有以下兩種解決方案：①采用加大截面法加固抗震承載力不足的混凝土框架柱；②在房屋的縱橫方向適當(dāng)增加剪力墻，減小框架柱的地震作用效應(yīng)，達(dá)到不對柱進(jìn)行加固的目的。但是這兩種方案施工難度均較大，且會造成使用上的不方便。本發(fā)明采用設(shè)置消能支撐減震方法，以避免對混凝土框架柱進(jìn)行加固處理。

本發(fā)明設(shè)置耗能支撐的原理為：增大結(jié)構(gòu)的阻尼不但可增加結(jié)構(gòu)總耗能量，還可減小地震反應(yīng)。此外，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生層間側(cè)向位移時，支撐上的阻尼器將受力并消能，從而可提高框架柱的抗震承載力并保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。

混凝土框架柱內(nèi)側(cè)增設(shè)鋼框，鋼框采用Q235的25號槽鋼，化學(xué)錨栓將鋼框固定于混凝土框架柱，鋼框與混凝土框架柱之間的縫隙內(nèi)注入結(jié)構(gòu)粘結(jié)膠。

耗能支撐采用圓鋼，圓鋼斷面為200～250mm，兩根耗能支撐交叉位置設(shè)置連接鋼板，連結(jié)鋼板厚度為10～12mm，耗能支撐通過鉚釘固定在連結(jié)鋼板，耗能支撐和黏滯型阻尼器焊接連接，鋼框四角設(shè)置鉸鏈，銷釘將粘滯型阻尼器固定于鉸鏈。

黏滯型阻尼器阻尼力為500kN，外徑為220mm，最大行程為±50mm。

根據(jù)試驗，將一定粒徑的顆粒材料裝入相應(yīng)的結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動時，顆粒體在結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，與腔壁碰撞，同時顆粒之間也相互碰撞和摩擦，從而消耗振動能量。本發(fā)明利用這個耗能原理在框架隔墻和屋面隔熱層部位設(shè)置耗能空心砌塊，起到良好的效果。

框架隔墻采用空心砌體，空心砌體每0.25m²設(shè)置一個耗能空心砌塊，耗能空心砌塊是將普通空心砌塊內(nèi)壁進(jìn)行加固，普通空心砌塊內(nèi)壁表面設(shè)置厚度為25～30mm的混凝土，空腔內(nèi)裝入粗砂，粗砂粒徑為1～2mm，粗砂裝設(shè)體積為空隙總體積的2/3。屋面隔熱層部位設(shè)置耗能空心砌塊，耗能空心砌塊間距為1.8～2mm。