專利名稱：預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置。
背景技術：
縱觀全球20世紀以來強震，美國阿拉斯加大地震(1964年3月28日)里氏8.8 級，125人死亡；日本1995年1月17日，阪神地區發生7.3級強震，6434名罹難......而
歷次地震中我國的損失最為慘重，僅唐山地震和此次汶川地震就有超過30萬人遇難。
阪神地震后的1996年開始，日本3次修改《建筑基準法》，把各類建筑抗震基 準都提高到最高水準，尤其是要求商務樓抗震能力要達到8級以上，使用期限能夠超過 100年。2000年，神戶所在的兵庫縣用了三年時間對全縣的住宅進行免費耐振診斷，對 耐振性不夠的房屋由縣財政負擔進行加固。美國也相應提高了建筑結構抗震設計等級， 并大規模對已建房屋進行抗震加固，正是這一系列的預防措施的實施才使得他們能夠將 地震引發的災難降至最低。為此我們的政府、行業主管部門、建筑設計研究機構以及施 工領域等相關部門必須有所作為，不能再抱有任何僥幸的心理讓悲劇一而再，再而三的 上演。 磚混結構在我國住宅、辦公樓、學校、醫院、商店等建筑中獲得了廣泛應用。 由于砌體結構材料的脆性性質，其抗剪、抗拉和抗彎強度低，所以砌體房屋的抗震能力 較差，在國內外歷次強烈地震中，砌體結構破壞是相當嚴重的。而其中又以預制空心樓 板磚混結構的損壞最為嚴重，基本是毀滅性的整體垮塌，從汶川及唐山兩次大的地震結 果來看也充分驗證了這一點。預制空心樓板磚混結構房屋抗震能力差的原因在于預制 空心樓板是將預制廠生產的空心樓板逐塊吊運至磚墻上，將其兩端擱置在b = 240mm寬 的圈梁上形成樓面，來承擔豎向荷載的。每邊的擱置長度按規范規定為a = 80mm。在 地震作用下空心樓板由于與圈梁之間沒有任何粘接固定，只要其一端發生超過擱置長度 的的位移，就會引起房屋的整體垮塌。由于成本的相對低廉，我國于上世紀90年代中期 以前大量建造了預制空心樓板結構的住宅、校舍等建筑，后來意識到該類型建筑的抗震 性能不足，遂于90年代中期予以禁止采用，但對那些已經建造的既有房屋至今仍未采取 實質、有效的加固措施，業界目前也沒有針對預制空心樓板樓面抗震加固的有效技術。
發明內容
為了解決現有預制空心樓板磚混結構房屋抗震加固問題，本發明提供一種預制
空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置。 具體的技術解決方案如下 預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置包括兩個以上的承托鋼架和一根 以上的工字鋼帶； 所述承托鋼架由連墻板5和上承板11連接成的直角架；所述連墻板5上均布設 有四個以上的螺栓孔10 ;所述上承板11中部設有矩形長孔12，矩形長孔12兩側的上承板底面與連墻板之間分別固定設有加勁板7 ;所述兩塊加勁板7的外側面分別設有承托板 6;所述兩塊承托板6等高，且平行于上承板ll;所述矩形長孔12長度方向兩端分別設
有平行于連墻板5的擋簧板8，所述兩塊擋簧板8相對應的內側面分別連接著彈簧軸9， 所述兩根彈簧軸9平行于上承板11，兩根彈簧軸9上分別套設有工程彈簧20，且所述工 程彈簧20的一端連接著擋簧板8的內側面； 所述工字鋼帶由頂部的上翼緣板13、底部的下翼緣板15和中部直立的腹板14固 定連接組成，其橫截面為倒"工"字形；腹板14和下翼緣板15上間隔1200-1360毫米 設有安裝槽，安裝槽的槽寬為120-130毫米；安裝槽處的上翼緣板13底面設有螺栓16， 所述螺栓16根部兩側分別連接著擋簧片18 ;所述兩塊擋簧片18平行于下翼緣板15，且 兩塊擋簧片18外側面分別連接著彈簧軸套筒17 ;與螺栓16相對的安裝槽兩側腹板14中 部分別設有上安裝槽24 ; 所述承托鋼架位于工字鋼帶下部的安裝槽處，安裝槽兩側的工字鋼帶下翼緣板 15分別位于承托鋼架的承托板6上；工字鋼帶下部安裝槽處的兩側彈簧軸套筒17的兩端 分別插入工程彈簧20內，并套設于承托鋼架上兩側的彈簧軸9上，使兩側的工程彈簧20 分別位于擋簧板8與擋簧片18之間；螺栓16上配合設有大六角螺帽22。
所述連墻板為鋼板，厚度為15mm，呈矩形，寬度180mm，高度160mm，其上 均布設有5個螺栓孔，螺栓孔孔徑為13mm ; 所述上承板為為鋼板，厚度為15mm，呈矩形，寬度160mm，長度295mm，矩 形長孔尺寸為60X250mm ; 所述加勁板為鋼板，厚度為10mm，呈直角梯形；所述承托板為鋼板，厚度為10mm，呈矩形，寬度40mm，長度195mm ;所述擋簧板為鋼板，厚度為5mm，呈矩形，寬度70mm，長度70mm ;所述彈簧軸為圓鋼，直徑為12mm，長度65mm ;所述上翼緣板為鋼板，厚度為8mm，寬度150mm ;所述腹板為鋼板，厚度為8mm，寬度70mm，長度1137mm ;所述下翼緣板為鋼板，厚度為8mm，寬度50mm，長度1137mm ;所述螺栓直徑24mm，絲扣部分長度55mm，尾端長度55mm，總長度110mm，
其中絲扣部分為直徑24mm的圓形截面，尾端為24mmX24mm的正方形截面；所述檔簧片為鋼板，厚度為5mm，呈矩形，寬度70mm，長度70mm ;所述彈簧軸套筒為圓形鋼管，外徑為20mm，壁厚3.5mm，長度65mm ; 所述安裝槽的槽寬為120-130毫米。 本發明的有益技術效果體現在以下幾個方面 1、目前現有預制空心樓板磚混結構房屋的樓板直接擱置于鋼筋混凝土圈梁上， 幾乎沒有任何粘接，地震作用下樓板極易從圈梁上脫落，導致房屋的垮塌，通過本發明 裝置的加固，使樓板與圈梁之間產生了可靠的拉結作用，從而能夠從根本上提高預制空 心樓板磚混結構房屋的整體抗震性能。根據有限元理論模擬計算，該發明裝置能將預制 空心樓板磚混結構的抗震性能提高約1.2-1.5級；其具體實現過程為A在地震的初始階 段使樓板與圈梁間處于彈性粘結狀態，為此首先在圈梁與預制板之間采用彈性粘結技 進行加固，通過阻尼運動消耗掉一部分地震能量。并始終對預制樓板施加彈性作用力，使樓板回復平衡位置。地震烈度加大后，樓板與圈梁間的相對振幅超出了彈性位移的最大界限，樓板自圈梁頂滑出，此時要保證滑出的樓板仍然有可靠的支撐，不至于直接跌落。為此需要延長樓面板的支座長度，提高樓板位移范圍。 2、本發明施工方便，經濟合理。 一般每套建筑(按住宅80r^測算)加固費用不超過5000元，政府部門進行適當的補貼后每戶家庭基本都能夠承受。 3、本發明裝置的改造施工在室內進行，可與室內裝飾融為一體，滿足美觀需要。該加固裝置完成后可以巧妙的隱藏于吊頂內部，美觀實用，易于接受。
圖l為本發明結構示意圖，圖2為承托鋼架結構示意圖，圖3為圖2的俯視圖，圖4為圖2的右視圖，圖5為工字鋼帶仰視圖，圖6為圖5的G-G剖視圖，圖7為圖5的E-E剖視圖，圖8為圖5的F-F剖視圖，圖9為使用狀態剖視圖，圖10為圖9的局部放大圖，圖11為圖9的仰視圖，圖12為圖9的右視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。
實施例 參見圖1，預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置包括兩個以上的承托鋼架4和一根以上的工字鋼帶19。 承托鋼架由連墻板5和上承板11連接成的直角架；連墻板5上均布設有5個螺栓孔10 ;上承板11中部設有矩形長孔12，矩形長孔12兩側的上承板底面與連墻板之間分別固定設有加勁板7;兩塊加勁板7的外側面分別設有承托板6;兩塊承托板6等高，且平行于上承板ll;矩形長孔12長度方向兩端分別設有平行于連墻板5的擋簧板8，兩塊擋簧板8相對應的內側面分別連接著彈簧軸9，兩根彈簧軸9平行于上承板11 ;兩根彈簧軸9上分別套設有工程彈簧20，且所述工程彈簧20的一端連接著擋簧板8的內側面。
承托鋼架4制作(鋼材均選用Q420級鋼，下同)a)連墻板5制作選用15mm厚鋼板，切割成矩形，寬度180mm，高度160mm，然后在鋼板上用臺鉆鉆出螺栓孔IO，共計5個孔位，孔徑13mm，孔邊距離鋼板邊緣左右距離均為12mm，上下距離鋼板邊緣26mm，對稱布置，見圖4。
b)上承板11制作選用15mm厚鋼板，切割成矩形，寬度160mm，長度295mm，中間切割出矩形長孔12，孔尺寸為60X250mm，見圖2。
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c)加勁板7制作(兩塊)選用10mm厚矩形鋼板切割成直角梯形，下底寬135mm，上底寬45mm梯形高250mm，見圖3。d)承托板6制作(兩塊)選用10mm厚鋼板，切割成矩形截面40 X 195mm ;
e)擋簧板8制作(兩塊)選用5mm厚鋼板，切割成矩形截面70 X 70mm ;
f)彈簧軸9制作(兩根)選用C 12圓鋼，長度65mm ; g)將上述部件按如圖2、 3、 4所示的位置焊接成型，焊腳高度為鋼板厚度0.7倍，執行剖口 二級焊縫質量標準。 工字鋼帶由頂部的上翼緣板13、底部的下翼緣板15和中部直立的腹板14固定連接組成，其橫截面為倒"工"字形；腹板14和下翼緣板15上間隔1200-1360毫米設有安裝槽，安裝槽的槽寬為120-130毫米；安裝槽處的上翼緣板13底面設有螺栓16，所述螺栓16根部兩側分別連接著擋簧片18 ;兩塊擋簧片18平行于下翼緣板15，且兩塊擋簧片18外側面分別連接著彈簧軸套筒17 ;與螺栓16相對的安裝槽兩側下翼腹板14中部分別設有上安裝槽24。
工字鋼帶19制作a)工字鋼帶19、上翼緣板13、腹板14及下翼緣板15制作
上翼緣板13采用寬150mmX8mm厚鋼板，長度沿樓板擱置的圈梁通長布置；下翼緣板15采用寬50mmX8mm厚鋼板，長度=b-l/2a = 1200-1/2X 126 = 1137mm ;腹板14采用高70mmX8mm厚鋼板，長度=b-l/2a = 1200-1/2X 126 = 1137mm，在兩端部開有安裝槽24，尺寸30X18mm，見圖5和圖6; b)按照圖7所示將上翼緣板13、腹板14及下翼緣板15焊接成工字型截面。
C)螺栓16制作選用直徑24mm螺栓，絲扣部分長度55mm，尾端長度55mm，總長度110mm，其中絲扣部分為直徑24mm的圓形截面，尾端為24mmX24mm的正方形截面。將螺栓按b = 1200mm間距垂直焊接于上翼緣板13下方，見圖8。
d)擋簧片18制作選用5mm厚鋼板，切割成矩形截面70X70mm兩塊，分別焊接于螺栓16根部的兩個側面，見圖8。 e)彈簧軸套筒17制作選用圓形鋼管，外徑為20mm，壁厚3.5mm，長度65mm兩個，分別垂直焊接于擋簧片18外側面的中心位置，見圖8。 工程彈簧20制作按每個承托鋼架上設置兩根彈簧20計算，彈簧規格為TR46X110型，外直徑46mm，內直徑32mm，自由長度110mm。 焊裝工程彈簧20 :將工程彈簧20套在承托鋼架4中的彈簧軸9上，根部緊貼擋簧板8，工程彈簧20與擋簧板8之間采用M303焊條焊接固定，見圖10。
承托鋼架4位于工字鋼帶19下部的安裝槽處，安裝槽兩側的工字鋼帶下翼緣板分別位于承托鋼架的承托板6上；工字鋼帶下部安裝槽處的兩側彈簧軸套筒17的兩端分別插入工程彈簧20內，并套設于承托鋼架上兩側的彈簧軸9上，使兩側的工程彈簧20分別位于擋簧板8與擋簧片18之間；螺栓16上配合設有大六角螺帽22，見圖9和圖10。
本發明的安裝施工操作步驟如下 (1)在圈梁1側面每隔1.2m制造并安裝承托鋼架4，與圈梁1之間采用膨脹螺栓21相連接；每個承托鋼架4采用5根C 12膨脹螺栓21固定在鋼筋混凝土圈梁1的側面，沿著圈梁長度方向每1.2m安裝一個承托鋼架4，如圖5所示
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(2)工字鋼帶19安裝 a)以預制空心樓板2底部距離圈梁1邊距c = 155mm為中心線，將其兩側各75mm范圍內的室內頂棚砂漿切割清除干凈，露出預制空心樓板2的混凝土底面，并用水沖洗干凈，晾干； b)將工字鋼帶19的彈簧軸套筒17穿過工程彈簧20中心，最后套在承托鋼架4的彈簧軸9上，同時調整工字鋼帶19的位置使工字鋼帶19的下翼緣板15擱置在承托鋼架的承托板6上，工字鋼帶的安裝槽24正好卡住承托鋼架的上承板11 ;
c)將工字鋼帶19的上翼緣板13采用YJS-501粘鋼膠23可靠粘結于樓板2的底面，控制工字鋼帶19中心距離圈梁l的間距c二155mm，粘接質量必須符合GB50367-2006標準的技術指標要求； d)將工字鋼帶19上的擋簧片18與工程彈簧20的端部采用M303焊條可靠焊接固定； e)在螺栓16上擰緊大六角螺帽22，最終成型后的加固裝置剖面示意如圖1、圖10、圖11和圖12所示。 由此預制空心樓板2通過工字鋼帶19與承托鋼架4實現了彈性連接，地震過程中消耗地震能量，緩沖空心樓板2水平位移，高強工程彈簧20始終將空心樓板2拉回平衡初始位置，即使空心樓板2位移超出了擱置長度，由于有150mm寬的工字鋼帶上翼緣板13的支撐，空心樓板2不會脫落，也就不會造成房屋的垮塌，從而保證人員的生命財
產安全。
權利要求
預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置，其特征在于包括兩個以上的承托鋼架和一根以上的工字鋼帶，所述承托鋼架由連墻板(5)和上承板(11)連接成的直角架；所述連墻板(5)上均布設有四個以上的螺栓孔(10)；所述上承板(11)中部設有矩形長孔(12)，矩形長孔(12)兩側的上承板底面與連墻板之間分別固定設有加勁板(7)；所述兩塊加勁板(7)的外側面分別設有承托板(6)；所述兩塊承托板(6)等高，且平行于上承板(11)；所述矩形長孔(12)長度方向兩端分別設有平行于連墻板(5)的擋簧板(8)，所述兩塊擋簧板(8)相對應的內側面分別連接著彈簧軸(9)，所述兩根彈簧軸(9)平行于上承板(11)，兩根彈簧軸(9)上分別套設有工程彈簧(20)，且所述工程彈簧(20)的一端連接著擋簧板(8)的內側面；所述工字鋼帶由頂部的上翼緣板(13)、底部的下翼緣板(15)和中部直立的腹板(14)固定連接組成，其橫截面為倒“工”字形；腹板(14)和下翼緣板(15)上間隔1200-1360毫米設有安裝槽，安裝槽的槽寬為120-130毫米；安裝槽處的上翼緣板(13)底面設有螺栓(16)，所述螺栓(16)根部兩側分別連接著擋簧片(18)；所述兩塊擋簧片(18)平行于下翼緣板(15)，且兩塊擋簧片(18)外側面分別連接著彈簧軸套筒(17)；與螺栓(16)相對的安裝槽兩側腹板(14)中部分別設有上安裝槽(24)；所述承托鋼架位于工字鋼帶下部的安裝槽處，安裝槽兩側的工字鋼帶下翼緣板(15)分別位于承托鋼架的承托板(6)上；工字鋼帶下部安裝槽處的兩側彈簧軸套筒(17)的兩端分別插入工程彈簧(20)內，并套設于承托鋼架上兩側的彈簧軸(9)上，使兩側的工程彈簧(20)分別位于擋簧板(8)與擋簧片(18)之間；螺栓(16)上配合設有大六角螺帽(22)。
2. 根據權利要求1所述的預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置，其特征在于所述連墻板為鋼板，厚度為15mm，呈矩形，寬度180mm，高度160mm，其上均布設有5個螺栓孔，螺栓孔孔徑為13mm ;所述上承板為為鋼板，厚度為15mm，呈矩形，寬度160mm，長度295mm，矩形長孔尺寸為60X250mm ;所述加勁板為鋼板，厚度為10mm，呈直角梯形；所述承托板為鋼板，厚度為10mm，呈矩形，寬度40mm，長度195mm;所述擋簧板為鋼板，厚度為5mm，呈矩形，寬度70mm，長度70mm;所述彈簧軸為圓鋼，直徑為12mm，長度65mm;所述上翼緣板為鋼板，厚度為8mm，寬度150mm;所述腹板為鋼板，厚度為8mm，寬度70mm，長度1137mm;所述下翼緣板為鋼板，厚度為8mm，寬度50mm，長度1137mm;所述螺栓直徑24mm，絲扣部分長度55mm，尾端長度55mm，總長度110mm，其中絲扣部分為直徑24mm的圓形截面，尾端為24mmX24mm的正方形截面；所述檔簧片為鋼板，厚度為5mm，呈矩形，寬度70mm，長度70mm;所述彈簧軸套筒為圓形鋼管，外徑為20mm，壁厚3.5mm，長度65mm ;所述安裝槽的槽寬為120-130毫米。
全文摘要
本發明涉及預制空心樓板磚混結構房屋樓面抗震加固裝置。該裝置包括承托鋼架和工字鋼帶；承托鋼架為直角架，其上設有擋簧板和彈簧軸；工字鋼帶包括上翼緣板、腹板和下翼緣板，下翼緣板和腹板上間隔1200-1360毫米設有安裝槽，安裝槽內設有螺栓、擋簧片和彈簧軸套筒。施工安裝步驟如下在房屋圈梁側面每隔1.2m通過膨脹螺栓安裝承托鋼架；在預制空心樓板下面、承托鋼架的上方采用工程結構膠粘接工字鋼帶的上翼緣板；工字鋼帶的下翼緣板擱置在承托鋼架的承托板上，上翼緣板由螺栓固定在承托鋼架的高強度彈簧中間。使空心樓板通過工字鋼帶與承托鋼架實現了彈性連接，地震中消耗地震能量，使空心樓板不會脫落，防止房屋垮塌，從而保證人員的生命財產安全。
文檔編號E04B1/98GK101691816SQ20091014456
公開日2010年4月7日 申請日期2009年8月20日 優先權日2009年8月20日
發明者張慶遠, 李明, 楊立勝, 焦寧艷 申請人:中鐵四局集團建筑工程有限公司