一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)及方法。本發(fā)明考慮古建筑多為磚混結(jié)構(gòu)、無圈梁、自重大的特點(diǎn)，采用場(chǎng)外預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)場(chǎng)組裝為主的加固方案對(duì)墻體進(jìn)行加固，防止古建筑受振連續(xù)倒塌。本發(fā)明能夠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性，在外部突然施加振動(dòng)荷載時(shí)，有效控制墻體的變形，防止古建筑整體失穩(wěn)而連續(xù)倒塌。同時(shí)本發(fā)明具有可逆化程度高，現(xiàn)場(chǎng)無明火作業(yè)、操作簡單，應(yīng)用方便，對(duì)古建筑本體無損壞等優(yōu)點(diǎn)，在古建筑尤其是分布在密集市區(qū)的重點(diǎn)文物受到市政拆除工程、地鐵建造的爆破工程、深基坑開挖工程、大直徑樁基施工等有振動(dòng)特性的施工工藝影響時(shí)，能起到有效保護(hù)作用，在防止古建筑出現(xiàn)連續(xù)倒塌等極端破壞情況方面有著廣泛應(yīng)用前景。
【專利說明】一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)及方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于建筑物加固【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)及方法。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]隨著時(shí)代的發(fā)展，城市建設(shè)越來越快，大型建筑、隧道等工程隨處可見，很多工程都鄰近古建筑。由于古建筑多是磚混結(jié)構(gòu)或木構(gòu)件體系，不能形成完整的框架體系，缺少抗震的圈梁和構(gòu)造柱構(gòu)件，具有自重大、整體性差、固有頻率低等特點(diǎn)，因此對(duì)振動(dòng)非常敏感。周邊大型工程施工特別是市政工程、地鐵建造的爆破工程、深基坑開挖工程、大直徑樁基施工等都具有明顯的振動(dòng)特征，且持續(xù)影響。在此過程中振動(dòng)可能導(dǎo)致上述古建筑發(fā)生連續(xù)倒塌破壞，帶來不可恢復(fù)的后果。古建筑由于服役年限長，長期冷熱交替、雨水浸泡、空氣氧化、地震作用以及一些人為破壞，其墻體老化，承載力大幅度下降，結(jié)構(gòu)整體性較差，在受到外部振動(dòng)作用時(shí)，單片墻體的破壞容易引起結(jié)構(gòu)整體的連續(xù)倒塌。本加固方法利用古建筑已有門洞和窗洞，對(duì)縱橫墻施加水平 方向預(yù)應(yīng)力，改變結(jié)構(gòu)剛度，提高結(jié)構(gòu)固有頻率，加強(qiáng)其整體穩(wěn)定性，對(duì)于防止古建筑連續(xù)倒塌有著重要意義。這種保護(hù)和改善需求又具有階段性，在外來振動(dòng)影響因素消失后需要恢復(fù)古建筑本來面貌，所以要求保護(hù)方法不傷及本體、現(xiàn)場(chǎng)無明火作業(yè)、拆卸方便、可逆化程度較高等特征。本發(fā)明基于上述背景，考慮古建筑的構(gòu)造特征，采用場(chǎng)外預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)場(chǎng)以組裝為主對(duì)墻體進(jìn)行加固，以提高結(jié)構(gòu)固有頻率、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，防止古建筑連續(xù)倒塌。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種當(dāng)古建筑受到周邊振動(dòng)作用時(shí)，能夠階段性的提高結(jié)構(gòu)抗振性能，加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，同時(shí)提供了一種墻間加固方法。
技術(shù)方案:本發(fā)明的加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在房間外部墻角處的立柱、沿墻體外側(cè)水平設(shè)置并連接兩端立柱的柱間預(yù)應(yīng)力件、與房間橫墻水平平行設(shè)置并穿過兩端縱墻的墻間預(yù)應(yīng)力件，所述墻間預(yù)應(yīng)力件的兩端與柱間預(yù)應(yīng)力件連接，所述立柱與房間外部墻角間襯墊有L型墊塊，所述柱間預(yù)應(yīng)力件通過錨具錨固在立柱上。
[0007]本發(fā)明墻體加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案中，所述房間同一墻體的外側(cè)間隔設(shè)置多個(gè)柱間預(yù)應(yīng)力件。
[0008]本發(fā)明墻體加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案中，縱墻與橫墻端部對(duì)應(yīng)部分的外墻面上，設(shè)置有用以襯墊柱間預(yù)應(yīng)力件的矩形墊塊。
[0009]本發(fā)明墻體加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案中，墻間預(yù)應(yīng)力件布置在縱墻的門窗處。[0010]本發(fā)明墻體加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案中，墻間預(yù)應(yīng)力件與柱間預(yù)應(yīng)力件綁扎連接。
[0011]本發(fā)明的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法，包括以下步驟:
1)將立柱安裝到古建筑外部的四個(gè)墻角處，并在立柱和墻角之間放置多道L型墊塊，在立柱上放置L型墊塊的位置加工出分別平行于縱墻和橫墻的對(duì)穿小孔；
2)沿墻體外側(cè)水平設(shè)置柱間預(yù)應(yīng)力件:將柱間預(yù)應(yīng)力件一端穿過一根立柱上的對(duì)穿小孔并用錨具錨固，另一端穿過另一根立柱上的對(duì)穿小孔，并用液壓千斤頂對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，通過錨具錨固；
3)在房間內(nèi)設(shè)置與橫墻水平平行的墻間預(yù)應(yīng)力件:將墻間預(yù)應(yīng)力件一端綁扎在一側(cè)縱墻外的柱間預(yù)應(yīng)力件上，另一端穿過相對(duì)的另一側(cè)縱墻上的門窗或孔洞，對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，綁扎于該側(cè)縱墻外的柱間預(yù)應(yīng)力件上。
[0012]本發(fā)明加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法的優(yōu)選方案中，還包括步驟4):在縱墻上與橫墻端部對(duì)應(yīng)部分的外墻面上，設(shè)置用以襯墊柱間預(yù)應(yīng)力件的矩形墊塊。
[0013]本發(fā)明加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法的優(yōu)選方案中，步驟3)中，墻間預(yù)應(yīng)力件布置在縱墻的門窗處，當(dāng)墻間預(yù)應(yīng)力件一端的縱墻上有門窗，而另一端縱墻上沒有門窗時(shí)，則在沒有門窗的縱墻上加工孔洞，將墻間預(yù)應(yīng)力件穿過孔洞與柱間預(yù)應(yīng)力件連接。
[0014]使用本發(fā)明的墻間加固裝置后，能有效提高古建筑的固有頻率，加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，當(dāng)古建筑周邊受到振動(dòng)作用，有效避開低頻的共振破壞，同時(shí)墻體上施加的預(yù)應(yīng)力能有效約束墻體的位移和變形，防止因單片墻體破壞而引發(fā)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)倒塌。
有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
現(xiàn)有古建筑加固方法都會(huì)對(duì)古建筑本身產(chǎn)生破壞，如在墻上開設(shè)大尺寸孔洞、對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造等，加固裝置也會(huì)影響古建筑外觀造型，如增加大體積永久性構(gòu)件、改變?cè)袠?gòu)件尺寸形狀等。而本發(fā)明具有可拆卸，操作簡單，應(yīng)用方便，對(duì)建筑本身無破壞等優(yōu)點(diǎn)，利用古建筑已有門洞和窗洞，對(duì)磚混結(jié)構(gòu)的古建筑縱橫墻施加水平方向的預(yù)應(yīng)力來提高結(jié)構(gòu)的固有頻率，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，當(dāng)受到低頻的外部振動(dòng)影響時(shí)，固有頻率提高后的古建筑能避開其原有的共振頻率，防止出現(xiàn)破壞最為嚴(yán)重的共振情況。同時(shí)由于施加預(yù)應(yīng)力，在外部振動(dòng)下，能有效約束古建筑墻體的位移，防止一片墻體的破壞而引起結(jié)構(gòu)整體的失穩(wěn)倒塌，將不利后果限制在局部區(qū)域。因此本加固結(jié)構(gòu)和加固方法在古建筑加固方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0015]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法的立體示意圖；
圖2為本發(fā)明的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法的平面示意圖；
圖3為本發(fā)明的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法的立面示意圖；
圖4為圖2中A所示部分的放大平面圖；
圖5為圖2中B所示部分的放大平面圖；
圖中有:立柱1、柱間預(yù)應(yīng)力件2、墻間預(yù)應(yīng)力件3、L型墊塊4、矩形墊塊5、錨具6。
[0017]【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1、2、3、4和5所示:一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，包括立柱1、柱間預(yù)應(yīng)力件2、墻間預(yù)應(yīng)力件3、L型墊塊4、矩形墊塊5、錨具6 ;
立柱I高度大于古建筑縱墻高度，安裝在古建筑外部的四個(gè)墻角處，距離墻角10cm，埋入地表以下3倍柱徑，立柱I與墻角之間用L型墊塊4襯墊，在立柱I上放置L型墊塊4的位置加工出分別平行于縱墻和橫墻的對(duì)穿小孔，孔徑7mm。
[0020]柱間預(yù)應(yīng)力件2長度略大于古建筑外墻長度，其兩端與立柱I用錨具6連接。
[0021]墻間預(yù)應(yīng)力件3長度略大于古建筑橫墻長度，墻間預(yù)應(yīng)力件3與柱間預(yù)應(yīng)力件2綁扎連接。
[0022]立柱I采用熱軋無縫鋼管，規(guī)格為203*16，高度比古建筑縱墻高度長lm，鋼材選用Q345 鋼。
[0023]柱間預(yù)應(yīng)力件2和墻間預(yù)應(yīng)力件3采用螺旋肋消除應(yīng)力鋼絲，直徑5_，極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860N/mm2，柱間預(yù)應(yīng)力件2長度比古建筑外墻長lm，墻間預(yù)應(yīng)力件3長度比古建筑橫墻長lm。
[0024]L型墊塊4和矩形墊塊5采用通用橡膠塊，具體尺寸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值再進(jìn)行切割加工。
[0025]錨具6采用夾片式單孔鋼絲錨具，規(guī)格為YJM5-1，直徑29mm，高度26mm，配用千斤頂型號(hào)有QYC70或QYC140。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施方法如下:
1.預(yù)制立柱1:采用熱軋無縫鋼管，規(guī)格為203*16，高度比古建筑縱墻高度長lm，鋼材選用Q345鋼。
[0027]2.預(yù)制柱間預(yù)應(yīng)力件2:采用螺旋肋消除應(yīng)力鋼絲，直徑5_，極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860N/mm2，長度比古建筑外墻長lm。
[0028]3.預(yù)制墻間預(yù)應(yīng)力件3:采用螺旋肋消除應(yīng)力鋼絲，直徑5_，極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860N/mm2，長度比古建筑橫墻長lm。
[0029]4.預(yù)制L型墊塊4和矩形墊塊5:采用通用橡膠塊，具體尺寸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值再進(jìn)行切割加工，其形狀如圖2、圖3和圖4所示。
[0030]5.現(xiàn)場(chǎng)整體安裝:先按圖1、圖2和圖3所示首先將立柱I安裝到古建筑外部的四個(gè)墻角處，并在立柱I和墻角之間放置多道L型墊塊4，在立柱I上放置L型墊塊4的位置加工出分別平行于縱墻和橫墻的對(duì)穿小孔，孔徑7mm ;沿墻體外側(cè)水平設(shè)置柱間預(yù)應(yīng)力件2，將柱間預(yù)應(yīng)力件2—端穿過一根立柱I上的對(duì)穿小孔并用錨具6錨固，另一端穿過另一根立柱I上的對(duì)穿小孔，并用液壓千斤頂對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，通過錨具6錨固，如圖1所示效果。在房間內(nèi)設(shè)置與橫墻水平平行的墻間預(yù)應(yīng)力3，將墻間預(yù)應(yīng)力件3—端綁扎在柱間預(yù)應(yīng)力件2上，另一端穿過相對(duì)的另一側(cè)縱墻的門窗或孔洞，對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，綁扎于該側(cè)縱墻外的柱間預(yù)應(yīng)力件2上。在縱墻與橫墻端部對(duì)應(yīng)部分的外墻面上，設(shè)置用以襯墊柱間預(yù)應(yīng)力件2的矩形墊塊5 ;檢查確認(rèn)所有構(gòu)件均已正確安裝。
[0031]應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，該加固結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在房間外部墻角處的立柱(I)、沿墻體外側(cè)水平設(shè)置并連接兩端立柱(I)的柱間預(yù)應(yīng)力件(2)、與房間橫墻水平平行設(shè)置并穿過兩端縱墻的墻間預(yù)應(yīng)力件(3)，所述墻間預(yù)應(yīng)力件(3)的兩端與柱間預(yù)應(yīng)力件(2)連接，所述立柱(I)與房間外部墻角間襯墊有L型墊塊(4)，所述柱間預(yù)應(yīng)力件(2 )通過錨具(6 )錨固在立柱(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述房間同一墻體的外側(cè)間隔設(shè)置多個(gè)柱間預(yù)應(yīng)力件(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱墻與橫墻端部對(duì)應(yīng)部分的外墻面上，設(shè)置有用以襯墊柱間預(yù)應(yīng)力件(2)的矩形墊塊(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墻間預(yù)應(yīng)力件(3 )布置在縱墻的門窗處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻體加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墻間預(yù)應(yīng)力件(3 )與柱間預(yù)應(yīng)力件(2 )綁扎連接。
6.一種加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)將立柱(I)安裝到古建筑外部的四個(gè)墻角處，并在立柱(I)和墻角之間放置多道L型墊塊(4)，在立柱(I)上放置L型墊塊(4)的位置加工出分別平行于縱墻和橫墻的對(duì)穿小孔； 2)沿墻體外側(cè)水平設(shè)置柱間預(yù)應(yīng)力件(2):將柱間預(yù)應(yīng)力件(2)—端穿過一根立柱(I)上的對(duì)穿小孔并用錨具(6)錨固，另一端穿過另一根立柱(I)上的對(duì)穿小孔，并用液壓千斤頂對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，通過錨具(6)錨固； 3)在房間內(nèi)設(shè)置與橫墻水平平行的墻間預(yù)應(yīng)力件(3):將墻間預(yù)應(yīng)力件(3)—端綁扎在一側(cè)縱墻外的柱間預(yù)應(yīng)力件(2)上，另一端穿過相對(duì)的另一側(cè)縱墻上的門窗或孔洞，對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力后，綁扎于該側(cè)縱墻外的柱間預(yù)應(yīng)力件(2 )上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法，其特征在于，該方法還包括步驟4):在縱墻上與橫墻端部對(duì)應(yīng)部分的外墻面上，設(shè)置用以襯墊柱間預(yù)應(yīng)力件(2)的矩形墊塊(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的加強(qiáng)古建筑整體性的墻間加固方法，其特征在于，所述步驟3)中，墻間預(yù)應(yīng)力件(3)布置在縱墻的門窗處，當(dāng)墻間預(yù)應(yīng)力件(3)—端的縱墻上有門窗，而另一端縱墻上沒有門窗時(shí)，則在沒有門窗的縱墻上加工孔洞，將墻間預(yù)應(yīng)力件(3)穿過孔洞與柱間預(yù)應(yīng)力件(2)連接。
【文檔編號(hào)】E04G23/02GK103993751SQ201410211856
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】穆保崗, 李旭, 邱洪興, 楊書仁 申請(qǐng)人:東南大學(xué)