專利名稱：分級體外預應力加固砌體結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于建筑抗震加固技術領域，具體涉及一種分級體外預應力加固砌體
結構。
背景技術：
在汶川地震中，大量砌體結構因剪切變形而破裂，并造成過度平面內變形。而與之 正交的砌體則因平面外變形過大，抗彎能力差而倒坍，隨之造成砌體結構的整體倒塌。所 以改善砌體結構的抗剪能力是減小結構在地震作用下變形，維持結構整體穩定性的關鍵目 標。目前新設計的砌體結構都用構造柱來加強砌體結構的整體性，而上世紀七八十年代之 前設計的砌體結構均無構造柱。若抗震加固時采用后加構造柱，后加柱與墻體的整體性必 然不理想，墻體開槽加柱難度也很大。也有用粘鋼或碳纖維對砌體加固者，但這兩種方法 也有問題一是粘結材料的耐久性和在老結構上操作時的一體性、有效性問題；二是造價 很高，對于我國大量的早期建造的公共建筑和民居無法按這種昂貴的方法進行加固；還有， 這兩種方法在墻與墻豎直交界線和墻與樓板的水平交界線上，都很難達到加固效果的連續 性。所以，目前我國在早期砌體建筑的抗震加固領域中還沒有一種性價比很高的加固結構。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種分級體外預應力加固砌體結構。 本實用新型指出的分級體外預應力加固砌體結構，由上部砌體1、下部砌體2、屋 面板3、樓面板4、地面板5、原有圈梁6、屋面圈梁7、基礎墻8、基礎底板9、預應力鋼筋10、梁 頂墊板11、預應力分級鍵14、斜拉桿16、底面槽鋼17、墊片及螺母18和定位螺桿19構成， 其中，上部砌體1位于樓面板4上方，上部砌體1頂部依次為屋面板3、屋面圈梁7，樓面板 4下方為原有圈梁6，原有圈梁6下方為下部砌體2，下部砌體2依次為地面板5、基礎墻8、 基礎地板9 ;預應力鋼筋10自上而下依次穿過屋面圈梁7、屋面板3、上部砌體1、樓面板4、 原有圈梁6、下部砌體2、地面板5、基礎墻8和基礎底板9，預應力鋼筋10 —端通過梁頂墊 板11壓在屋面圈梁7上，另一端通過底面槽鋼17由墊片及螺母18固定于基礎底板9上； 預應力鋼筋10在位于上部砌體1和下部砌體2的分界處即樓面板4和原有圈梁6上設有 一組預應力分級鍵14，預應力分級鍵14通過定位螺桿19固定于預應力鋼筋10上，它是由 一個套在預應力鋼筋10上的螺母將一塊鋼板壓緊在原有圈梁6的底部來使得上部砌體1 和下部砌體2實現預壓力分級的；下部砌體2兩側分別設有斜拉桿16，斜拉桿16 —端連接 預應力分級鍵14，另一端固定于下部砌體2上，兩根斜拉桿16呈十字交叉排列，其上設有花 籃螺栓15。 本實用新型中，預應力鋼筋10的根數視具體情況而定，預應力鋼筋10設在墻體兩 側(貼緊墻體)位置，結構抗震性能(平面內抗剪能力和平面外抗彎能力)的提高靠對預 應力筋施加預拉力實現。露在墻外的預應力鋼筋IO外表覆蓋有鋼筋網片12，鋼筋網片12 通過定位釘13固定于墻體上。[0006] 本實用新型中，當兩個加固砌體結構呈丁字形相交時，位于相交處的預應力鋼筋IO通過定位螺桿19固定。 本實用新型中，當兩個加固砌體結構呈十字形相交時，預應力鋼筋10分布于砌體結構的相交處。 本實用新型的優點是 (1)很少增加結構自重(與粘鋼，墻體粉鋼板網水泥砂漿比)； (2)通過改變砌體內在的抗剪機理(增加壓力)提高砌體的抗剪與抗彎能力(與
所有外部加強法有根本區別)； (3)根據原結構各部分墻體受壓不同的特點，采用分級預應力對策。對受壓較大墻體，少加預應力，用十字交叉斜拉桿增加其抗剪承載力。而對于上層墻體，抗壓有余而抗剪不足，則施加較大預拉力，增加其壓應力和抗剪能力。這種因地制宜的做法能充分調動原有結構的內在抗震能力； (4)在墻體外設預應力鋼筋施工方法簡便； (5)加固貫穿全結構，而其它方法在穿越樓層時抗剪能力加固效果不連續；[0014] (6)僅有突出墻面40mm左右的壁柱，很少增加結構截面尺寸，基本不影響建筑使用； (7)加固工程量小，耗資少； (8)耐久性好(但要考慮預應力損失)。
圖l為砌體加固立面圖。[0018] 圖2為砌體墻中間構造柱加固水平剖面圖。[0019] 圖3為預應力分級鍵與局部砌體剖面示意圖。[0020] 圖4為縱橫砌體"丁"字形交匯處加固水平剖面圖。[0021] 圖5為縱橫砌體"十"字形交叉處加固水平剖面圖。 圖中標號1為上部砌體，2為下部砌體，3為屋面板，4為樓面板，5為地面板，6為原有圈梁，7為屋面圈梁，8為基礎墻，9為基礎底板，10為預應力鋼筋(帶螺栓頭)，11為梁頂墊板，12為鋼筋網片，13為定位釘，14為預應力分級鍵，15為花籃螺栓，16為柔性斜拉桿，17為底面槽鋼，18為墊片及螺母，19為定位螺桿。
具體實施方式下面通過實施例結合附圖進一步說明本實用新型。 實施例1 :如圖1-圖3所示，本實用新型是在墻體兩側(貼緊墻體)從基礎底板9、基礎墻8、下部砌體2、原有圈梁6、樓面板4、上部砌體1、屋面板3和屋頂圈梁7，按構造柱的平面分布要求埋設并張拉預應力鋼筋10，使墻體在交角處和主要受力段受到預壓力，預壓力提高墻體的抗剪強度，也抵消因地震力產生的彎矩或豎向地震作用在墻體中產生的拉應力，減小墻體開裂，從而避免墻體因水平開裂而喪失抗剪能力。實施時，底面槽鋼17水平穿透基礎底板9底面地基土，預應力鋼筋10固定在底面槽鋼17上。屋頂利用原有圈梁7或附加部分圈梁，預應力鋼筋10自下向上越過屋頂圈梁7用梁頂墊板11壓在屋頂圈梁7上，然后用直接張拉法施加預拉力。有重點但較全面地對多層墻體施加預壓力。由于各層墻體受壓狀態有區別，處于多層建筑下層墻體受壓較大，其剪切破壞并非壓力不夠所致。對這種情況預壓力要小，或輔之以墻體兩側十字交叉柔性斜拉桿16增強其抗剪能力。但預應力鋼筋形成的構造壁柱對墻體的側向穩定和抗壓會有所增強。對于上層墻體，普遍是抗壓承載力有較大富余而抗剪不足，故對其施加較大預拉力，在不影響其抗壓能力的條件下提高其抗剪強度。因此，在上、下不同的墻體分界處就需要設置一組預應力分級鍵14以解決上下墻體"分級"施加預應力問題。采用這種方法能根據原結構墻體具體條件取長補短，將原結構的有利因素充分調動起來為抗震加固服務。 預應力完成后，露在墻外的預應力鋼筋外表用鋼筋網片12覆蓋并用定位釘13固定在墻上，然后用水泥砂漿粉刷。 如圖4所示，為兩個加固砌體結構呈丁字形相交，在交角位置處布置6根預應力鋼筋IO，并用貫通的定位螺桿19固定。 如圖5所示，為兩個加固砌體結構呈十字形相交，在角部位置處布置4根預應力鋼筋10，并用貫通的定位筋固定。 分級體外預應力加固砌體可用于加固已建多年的抗震性能不夠，但抗壓性能較好的砌體建筑。具體使用方法如下 (1)加固屋面圈梁7，放置梁頂墊板11，依次對屋面板3、樓面板4、地面板5在預應力鋼筋10穿過位置處鉆孔； (2)基礎底面下底面槽鋼17在預應力鋼筋10對應位置處鉆孔，焊上墊片及螺母18，并作保護，以免泥土進入螺紋，然后在基礎底板9貼近墻邊處鉆孔、掏凈，再在側面挖洞，從側面壓入底面槽鋼17，使螺栓孔對準預應力鋼筋10的孔，撕去螺孔上的膠紙，即可固定螺桿下端；地面以下螺桿、底面槽鋼17熱浸鋅防腐蝕；[0031] (3)預應力鋼筋10中間用長螺母分段連接，便于安裝； (4)分級預應力施工時，預應力鋼筋10需穿過基礎墻8、下部砌體2、上部砌體1進行張拉先按較低預應力對預應力鋼筋10整體張拉，再將預應力分級鍵14下方螺母頂緊預應力分級鍵14底板，再張拉預應力分級鍵14以上段預應力鋼筋IO，直到預拉力完成；[0033] (5)預拉力張拉完成后扎鋼筋網片12，放置定位釘13，灌孔封閉，穿螺桿，最后粉刷柱外表； (6)為考慮預拉力蠕變損失，可在一周內作兩次張拉，減少早期蠕變影響。[0035] 對于底層墻抗側承載力不足者，可用預應力柔性交叉斜拉桿16補充其抗側承載力。仍用預應力分級鍵14作為固定點，筒狀花籃螺栓15加預應力；對于花籃梁支承樓板，梁端墻體抗壓能力本身就不足者，可用剛性附加柱作局部加固。加固高度范圍從基礎到以上層梁底。 分級體外預應力加固砌體還可以用于新的砌體建筑的設計。此時結構和原理都相同，只是與墻體聯接部件可在施工中預先完成埋設，施工更為簡單。此外，體外預應力加固砌體還可以用于擋土墻，圍堰的加固。此時預應力一般不分級，其它與一般砌體加固相同。
權利要求一種分級體外預應力加固砌體結構，由上部砌體(1)、下部砌體(2)、屋面板(3)、樓面板(4)、地面板(5)、原有圈梁(6)、屋面圈梁(7)、基礎墻(8)、基礎底板(9)、預應力鋼筋(10)、梁頂墊板(11)、預應力分級鍵(14)、斜拉桿(16)、底面槽鋼(17)、墊片及螺母(18)和定位螺桿(19)構成，其特征在于上部砌體(1)位于樓面板(4)上方，上部砌體(1)頂部依次為屋面板(3)、屋面圈梁(7)，樓面板(4)下方為原有圈梁(6)，原有圈梁(6)下方為下部砌體(2)，下部砌體(2)依次為地面板(5)、基礎墻(8)、基礎地板(9)；預應力鋼筋(10)自上而下依次穿過屋面圈梁(7)、屋面板(3)、上部砌體(1)、樓面板(4)、原有圈梁(6)、下部砌體(2)、地面板(5)、基礎墻(8)和基礎底板(9)，預應力鋼筋(10)一端通過梁頂墊板(11)壓在屋面圈梁(7)上，另一端通過底面槽鋼(17)由墊片及螺母(18)固定于基礎底板(9)上；預應力鋼筋(10)在位于上部砌體(1)和下部砌體(2)的分界處即樓面板(4)和原有圈梁(6)上設有一組預應力分級鍵(14)，預應力分級鍵(14)通過定位螺桿(19)固定于預應力鋼筋(10)上，該預應力分級鍵(14)是由一個套在預應力鋼筋(10)上的螺母將一塊鋼板壓緊在原有圈梁(6)底部，使上部砌體(1)和下部砌體(2)實現預壓力分級；下部砌體(2)兩側分別設有斜拉桿(16)，斜拉桿(16)一端連接預應力分級鍵(14)，另一端固定于下部砌體(2)上，兩根斜拉桿(16)呈十字交叉排列，其上設有花籃螺栓(15)。
2. 根據權利要求l所述的分級體外預應力加固砌體結構，其特征在于預應力鋼筋(10)設在墻體兩側，且貼緊墻體，露在墻體外的預應力鋼筋(10)外表覆蓋有鋼筋網片(12)覆蓋，鋼筋網片(12)通過定位釘(13)固定于墻體上。
3. 根據權利要求1所述的分級體外預應力砌體結構，其特征在于當兩個加固砌體結構呈丁字形相交時，位于相交處的預應力鋼筋(10)通過定位螺桿(19)固定。
4. 根據權利要求1所述的分級體外預應力砌體結構，其特征在于當兩個加固砌體結構呈十字形相交時，預應力鋼筋(10)分布于砌體結構的相交處。
專利摘要本實用新型屬于建筑抗震加固技術領域，具體涉及一種分級體外預應力加固砌體結構。由砌體、屋面板、樓面板、地面板、原有圈梁、屋面圈梁、基礎墻、基礎底板、預應力鋼筋、梁頂墊板、預應力分級鍵、斜拉桿、底面槽鋼和定位螺桿構成，是在砌體外，貼近砌體兩側，從基礎底板到屋頂圈梁穿透樓板設置預應力鋼筋，并對預應力鋼筋施加預拉力。增加墻體平面內壓力，從而提高砌體平面內抗剪承載力和平面外抗彎承載力，以提高砌體結構整體抗震能力。本實用新型運用預應力分級鍵實現，根據砌體原有受壓狀況的區別分級施加預壓力，從而充分調動砌體內部整體抗震性能。本實用新型還利用鋼筋網片和水泥砂漿與預應力鋼筋共同形成構造柱，提高墻體平面外抗彎性能。
文檔編號E04G23/02GK201531124SQ20092021003
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月24日 優先權日2009年9月24日
發明者馬人樂 申請人:馬人樂