專利名稱：強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)及方法，可應(yīng)用于普 通磚砌體、混凝土砌塊等砌體結(jié)構(gòu)，它能有效增強砌體結(jié)構(gòu)在強震下的抗倒塌能力、提高砌 體結(jié)構(gòu)的整體性。
背景技術(shù)：
砌體結(jié)構(gòu)目前是我國房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)型式之一。一般作為居住、辦公、學(xué)校、 醫(yī)院等民用與公共建筑，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，仍然具有十分廣泛的應(yīng)用價值。由于砌 體結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造方式，其抵抗水平荷載的能力遠低于其抵抗豎向荷載的能力。在地震 作用下，砌體墻發(fā)生水平裂縫和交叉裂縫，墻體破壞并有平面外錯位甚至局部崩塌，這直接 降低了墻體的豎向承載力。對于無筋砌體，當(dāng)墻體發(fā)生斜裂縫后，很快就形成貫通的對角裂 縫，墻體脆性破壞，破壞前沒有明顯的塑性變形，之后，水平剪力主要通過裂縫間微小的摩 擦來承擔(dān)。目前，設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁，是提高砌體結(jié)構(gòu)抗震性能和整體性普遍采 用的措施。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置和構(gòu)造方式作了詳細的規(guī)定。構(gòu)造柱 和圈梁對墻體的約束作用，使得墻體在發(fā)生開裂后，并不立刻整體倒塌，裂縫仍然沿對角方 向繼續(xù)發(fā)展，直到構(gòu)造柱端產(chǎn)生斜裂縫破壞，墻體失去約束，結(jié)構(gòu)變成幾何可變體系，才可 能發(fā)生整體倒塌破壞。這種倒塌的最后防線是構(gòu)造柱與圈梁形成的弱框架。構(gòu)造柱的設(shè)置 不僅提高了墻體本身的延性，而且提高了墻體的穩(wěn)定性和抗倒塌能力。但是，雖然墻體周圍由構(gòu)造柱和圈梁對其形成一定的變形約束，由于構(gòu)造柱和圈 梁形成的弱框架結(jié)構(gòu)剛度低，抵抗水平荷載的能力很有限，在遭遇較大地震作用時，其節(jié)點 很容易產(chǎn)生塑性鉸而形成機構(gòu)，即幾何可變體，墻體隨即倒塌破壞。地震作用下，約束墻體 發(fā)生倒塌往往表現(xiàn)為兩種形式，一種為面內(nèi)受力倒塌，這時首先是因墻體材料強度不足而 開裂，裂縫開展使得墻體局部退出工作，因此，墻體開裂后，約束墻體的構(gòu)造柱和圈梁相對 而言承受更大的內(nèi)力，直至弱框架破壞，墻體變?yōu)閹缀慰勺凅w，墻體方倒塌；第二種形式是 墻體面外受力，目前結(jié)構(gòu)構(gòu)造上僅通過與構(gòu)造柱的拉結(jié)鋼筋將荷載傳遞至兩側(cè)垂直墻體， 其對墻體維護幾何形狀作用很小，因此，墻體承受平面外水平荷載時極易失穩(wěn)，抗倒塌能力 非常低。如何提高砌體結(jié)構(gòu)在強震下的抗倒塌能力和整體性是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)與方法。對抗震設(shè)防六度以上的多層磚砌體結(jié)構(gòu)和小砌塊結(jié)構(gòu)，均要求設(shè)置構(gòu)造柱和圈 梁。本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思是在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁的基礎(chǔ)上，在相鄰的上層圈梁和下 層圈梁之間的墻體內(nèi)，相鄰的兩根構(gòu)造柱之間設(shè)置一組以上交叉的加強鋼筋，每組交叉的 加強鋼筋分別位于一個矩形或梯形的對角線位置，加強鋼筋的下端與下層圈梁內(nèi)的U型預(yù) 埋件連接，上端錨固在上層圈梁或相應(yīng)的構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)，為構(gòu)造柱和圈梁形成的弱框架加設(shè)交叉支撐，使得結(jié)構(gòu)的水平受力體系由原來的單一弱框架變?yōu)槿蹩蚣芗予旒艿亩喾谰€ 體系，增強了結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。在這樣的體系中，即使是構(gòu)造柱與圈梁之間的剛性連接破 壞成為鉸接，體系也照樣成立。只有在鋼筋拉斷、構(gòu)造柱和圈梁的連接同時破壞的情況下， 結(jié)構(gòu)才變成幾何可變體系，從而房屋倒塌。根據(jù)構(gòu)造柱的布置位置，在相鄰構(gòu)造柱間距較大的墻體內(nèi)設(shè)置多組加強鋼筋，每 組加強鋼筋包含兩道斜向交叉分布的鋼筋，該加強鋼筋與原有構(gòu)造柱及圈梁形成類似桁架 結(jié)構(gòu)的體系。當(dāng)傳來平面內(nèi)水平荷載時，與荷載方向一致的加強鋼筋產(chǎn)生拉力，抵抗水平 荷載，延緩框架形成機構(gòu)破壞的過程；當(dāng)傳來平面外水平荷載時，該加強鋼筋在相鄰構(gòu)造柱 之間產(chǎn)生拉結(jié)作用，使得直接承受荷載的墻體通過鋼筋的拉結(jié)而獲得周圍梁柱和墻體的支 持，增強了平面外抗傾覆的能力，提高了結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案是本發(fā)明強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)為在相鄰的上層圈梁和下 層圈梁之間的墻體內(nèi)，相鄰的兩根構(gòu)造柱之間砌有一組以上鉆孔磚，每一組鉆孔磚含有第 一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，第一排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第一孔道中心線重 合，第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第二孔道中心線重合，第一孔道中心線與第 二孔道中心線斜向分布且相互交叉。第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的孔道內(nèi)各自貫穿有加 強鋼筋，加強鋼筋的下端固定連接有U型預(yù)埋件，U型預(yù)埋件埋置于所述下層圈梁內(nèi)，加強 鋼筋的上端錨固在上層圈梁或相應(yīng)的構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)。進一步地，本發(fā)明在每組鉆孔磚中，第一孔道中心線與第二孔道中心線分別位于 一個矩形或梯形的對角線位置。進一步地，本發(fā)明鉆孔磚的孔道為斜孔。本發(fā)明強震下增強砌體結(jié)構(gòu)抗倒塌能力和整體性的方法包含如下步驟(1)綁扎底層圈梁及構(gòu)造柱的鋼筋，在底層圈梁的錨固位置預(yù)埋U型預(yù)埋件，澆注 底層圈梁及構(gòu)造柱混凝土。(2)在澆注好的圈梁上砌筑墻體，在墻體內(nèi)于相鄰的兩根構(gòu)造柱之間自其底端至 頂端砌有一組以上鉆孔磚。在每組鉆孔磚中，含有第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，第一排鉆 孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第一孔道中心線重合，第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中 心線即第二孔道中心線重合。第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉，且 各自與相應(yīng)的U型預(yù)埋件相交，在第一孔道中心線與第二孔道中心線的交叉位置設(shè)有預(yù)留 洞口。(3)在第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的孔道內(nèi)插入加強鋼筋，將加強鋼筋的下端 與圈梁U型預(yù)埋件焊接，焊接之后，從加強鋼筋上端對其施加預(yù)應(yīng)力，施加完后將鋼筋上端 錨固在墻體的頂端且從該墻體的頂端伸出，留出部分需滿足伸入墻體上端的圈梁或構(gòu)造柱 的鋼筋內(nèi)的錨固長度。(4)綁扎該層墻體頂部的圈梁及構(gòu)造柱的鋼筋，將加強鋼筋的由該層墻體的頂端 伸出的部分錨固在墻體上端的圈梁或構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)。(5)在該層墻體頂部圈梁的錨固位置預(yù)埋U型預(yù)埋件，澆注該層墻體頂部的圈梁 及構(gòu)造柱混凝土，再重復(fù)實施步驟(2)至步驟(5)砌筑上一層墻體直至頂層墻體。進一步地，本發(fā)明在每組鉆孔磚中，第一孔道中心線與第二孔道中心線分別位于一個矩形或梯形的對角線位置。進一步地，本發(fā)明鉆孔磚的孔道為斜孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過在砌體結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)砌筑一組以上交 叉的鉆孔磚，每組交叉的鉆孔磚內(nèi)部形成兩道相互交叉且貫通的孔道，每組交叉的孔道的 中心線分別位于一個矩形或梯形的對角線位置。在每個貫通的孔道中插入加強鋼筋，鋼筋 的兩端與構(gòu)造柱或圈梁相連，由此在每層相鄰圈梁和構(gòu)造柱之間形成了一組或多組交叉支 撐，一方面將構(gòu)造柱和圈梁形成的弱框架轉(zhuǎn)變?yōu)殍旒苁芰w系，使其墻體破壞的防線轉(zhuǎn)化 為弱框架加桁架的多防線體系，延緩破壞機構(gòu)形成的過程，提高了墻體平面內(nèi)抵抗水平荷 載的能力；另一方面在墻體內(nèi)設(shè)置拉結(jié)鋼筋，為墻體在平面外方向提供類似索網(wǎng)作用，增強 其抵抗平面外水平荷載的能力。因此，對比現(xiàn)有僅設(shè)置構(gòu)造柱與圈梁的砌體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明無 論從平面內(nèi)還是從平面外都能有效增強砌體結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力，維持砌體結(jié)構(gòu)在強 震下的幾何不變能力，這對于可能遭遇地震的砌體結(jié)構(gòu)有著重要的意義。采用本發(fā)明強震 下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)及方法，提高了砌體結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力和整體性， 延緩砌體結(jié)構(gòu)在強震下的倒塌破壞過程，為房間內(nèi)的人群逃生爭取寶貴的時間，并且施工 可行，不影響建筑的美觀和墻面裝飾。


為了更加明確、清晰地表明本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實施步驟進一步說明。圖1是現(xiàn)有砌體結(jié)構(gòu)局部平面布置圖。圖2是本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置一組加強鋼筋后結(jié)構(gòu)立面示意圖。圖3是本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置多組加強鋼筋后結(jié)構(gòu)立面示意圖。圖4是本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置一組加強鋼筋后弱桁架受力示意圖。圖5是本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置兩組加強鋼筋后弱桁架受力示意圖。圖6是本發(fā)明墻體局部立面示意圖。圖7是本發(fā)明加強鋼筋下端與構(gòu)造柱的連接示意圖。圖8是本發(fā)明加強鋼筋上端與構(gòu)造柱的連接示意圖。圖9是本發(fā)明加強鋼筋下端與圈梁的連接示意圖。圖10是本發(fā)明加強鋼筋上端與圈梁的連接示意圖。圖11是本發(fā)明預(yù)制鉆孔磚示意圖。圖12是圖11的A-A斷面圖。圖13是圖11的B-B斷面圖。圖中，1.縱墻，2.橫墻，3.構(gòu)造柱，4.圈梁，41.上層圈梁，42.下層圈梁，51.第一 加強鋼筋，511.第一加強鋼筋上端伸出墻體部分，52.第二加強鋼筋，521.第二加強鋼筋上 端伸出墻體部分，6.預(yù)制鉆孔磚，7.預(yù)留洞口，8. U型預(yù)埋件，9.構(gòu)造柱鋼筋，10.圈梁鋼筋， 11.鋼筋張拉錨板，12.鉆孔磚內(nèi)部孔道，121.第一孔道中心線，122第二孔道中心線，12a. 鉆孔磚底面孔洞，12b.鉆孔磚頂面孔洞。
具體實施例方式圖1為現(xiàn)有砌體結(jié)構(gòu)局部平面布置圖?？v墻1與橫墻2的交接處均設(shè)置構(gòu)造柱3，且上下貫通。由于縱墻1與橫墻2的長度不同，且不同結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度要求設(shè)置不同間 距的構(gòu)造柱3，因此，構(gòu)造柱3的間距并不固定。如圖1所示，縱墻1中布置的構(gòu)造柱3間距 與層高相同，橫墻2中布置的構(gòu)造柱3間距較層高大。圖2為本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置一組加強鋼筋后結(jié)構(gòu)立面示意圖。樓面與墻 體連接處設(shè)置圈梁4。根據(jù)縱墻1中構(gòu)造柱3間距與層高關(guān)系，在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置一組 交叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52。第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52的端部 與對應(yīng)的構(gòu)造柱3的端部連接，每層縱墻1中兩構(gòu)造柱3之間均如此設(shè)置。圖3為本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置多組加強鋼筋后結(jié)構(gòu)立面示意圖。橫墻2中 構(gòu)造柱3間距高于層高，在兩柱之間設(shè)置兩組交叉的鉆孔磚6，從而相應(yīng)地有兩組交叉的第 一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52。交叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52端部分別 與構(gòu)造柱3和圈梁4連接，每層均如此設(shè)置。這樣做的目的在于，若在不同間距的相鄰構(gòu)造 柱3間均設(shè)置一組交叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52，整幢建筑第一加強鋼筋51 和第二加強鋼筋52的斜置角度將有多種變化。為施工方便，對構(gòu)造柱距在3m 5m之間的 墻體設(shè)置一組交叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52，柱距超過5m的墻體設(shè)置多組交 叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52，每組加強鋼筋交叉角度固定，這樣對于砌體結(jié)構(gòu) 的施工更為方便。圖4及圖5分別為本發(fā)明在相鄰兩構(gòu)造柱間設(shè)置一組和多組加強鋼筋后弱桁架受 力示意圖。由構(gòu)造柱3和圈梁4形成的弱框架增加了第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52 提供的交叉支撐作用，當(dāng)左邊水平荷載傳來時，第一加強鋼筋51產(chǎn)生拉力，抵抗水平荷載， 當(dāng)右邊水平荷載傳來時，第二加強鋼筋52產(chǎn)生拉力，抵抗水平荷載。圖6為本發(fā)明墻體局部立面示意圖。墻體中砌有兩排斜向交叉的鉆孔磚6，第一加 強鋼筋51沿第一孔道中心線121穿過，第二加強鋼筋52沿第二孔道中心線122穿過。并 且在第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52相互交叉的位置設(shè)有預(yù)留洞口 7，以減小穿筋的困 難和這些部位墻體砌筑的困難。鉆孔磚6的周圍砌塊照常砌筑，同時做一些小調(diào)整以注意 避免通縫的形成。圖7是本發(fā)明加強鋼筋下端與構(gòu)造柱的連接示意圖。在結(jié)構(gòu)砌筑過程中，下一層 的圈梁4和構(gòu)造柱3澆好之后再砌筑上一層墻體。當(dāng)相鄰構(gòu)造柱間設(shè)置一組第一加強鋼筋 51和第二加強鋼筋52時，鋼筋下端將錨固在該層構(gòu)造柱3底端。下層已澆筑構(gòu)造柱3頂端 埋置一 U型預(yù)埋件8，第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52穿過孔道焊接在該預(yù)埋件8上。圖8是本發(fā)明加強鋼筋上端與構(gòu)造柱的連接示意圖。第一加強鋼筋51和第二加 強鋼筋52下端連接完成后，用張拉工具從上端施加一定預(yù)應(yīng)力(約0. 35fy)，用張拉錨板11 錨固在孔道端處的墻體上。張拉完成后，將第一加強鋼筋上端伸出墻體部分511和第二加 強鋼筋上端伸出墻體部分521伸入構(gòu)造柱鋼筋9內(nèi)部，并留置一定錨固長度，待最后構(gòu)造柱 3澆注時與其形成整體。圖9是本發(fā)明加強鋼筋下端與圈梁的連接示意圖。當(dāng)相鄰構(gòu)造柱間設(shè)置一組以上 交叉的第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52時，第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52除與 構(gòu)造柱3連接外，還將與圈梁4連接。其下端錨固在下層圈梁3上，下層圈梁3在上層墻體 砌筑前澆注，在鋼筋要錨固的位置埋置一 U型預(yù)埋件8，待墻體砌筑后第一加強鋼筋51和第 二加強鋼筋52穿過墻體即與該預(yù)埋件焊接。
圖10是本發(fā)明加強鋼筋上端與圈梁的連接示意圖。第一加強鋼筋51和第二加強 鋼筋52下端連接好之后，其上端也用張拉工具施加0. 35fy左右的預(yù)應(yīng)力，并錨固在孔道端 部的墻體上，張拉完成后，第一加強鋼筋上端伸出墻體部分511和第二加強鋼筋上端伸出 墻體部分521伸入圈梁鋼筋10內(nèi)部，留置一定錨固長度，待圈梁4澆注時形成整體。圖11是本發(fā)明預(yù)制鉆孔磚示意圖。為達到在墻體內(nèi)設(shè)置交叉鋼筋的目的，第一加 強鋼筋51和第二加強鋼筋52通過的砌體均需要預(yù)先打孔。作為本發(fā)明的一種實施方式， 在工廠預(yù)制一類鉆孔磚6，其尺寸與普通磚一致，內(nèi)部孔道12位于鉆孔磚6中部，孔道12的 傾斜角度與第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52在墻體內(nèi)的傾斜角度一致，砌筑時上下層 鉆孔磚底面孔與頂面孔對齊，周圍磚砌體照常砌筑，并可做一些小調(diào)整，注意與上下灰縫錯 開，避免形成通縫。本發(fā)明強震下增強砌體結(jié)構(gòu)抗倒塌能力和整體性的方法可按照以下步驟實施(1)參看圖7和圖9，綁扎底層圈梁鋼筋10及構(gòu)造柱鋼筋9，在底層圈梁4的錨固 位置預(yù)埋U型預(yù)埋件8，澆注底層圈梁4及構(gòu)造柱3的混凝土。(2)參看圖2、圖3和圖6，在圈梁4上砌筑墻體，在墻體內(nèi)于相鄰的兩根構(gòu)造柱3 之間自其底端至頂端砌有一組以上鉆孔磚6。在每組鉆孔磚6中，含有第一排鉆孔磚和第二 排鉆孔磚，第一排鉆孔磚的各鉆孔磚的第一孔道中心線121重合，第二排鉆孔磚的各鉆孔 磚的第二孔道中心線122重合，第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉， 所述第一孔道中心線和第二孔道中心線各自與相應(yīng)的U型預(yù)埋件相交，如此相應(yīng)地使得穿 過每組鉆孔磚6的加強鋼筋51和加強鋼筋52斜向分布且相互交叉。在第一孔道中心線與 第二孔道中心線的交叉位置設(shè)有預(yù)留洞口 7，如此處理的目的在于減小穿筋的困難和這些 部位墻體砌筑的困難。待第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52錨固完成后，用水泥砂漿及 小磚塊填實。如圖4和圖5所示，由構(gòu)造柱3和圈梁4形成的弱框架增加了第一加強鋼筋 51和第二加強鋼筋52提供的交叉支撐作用，當(dāng)左邊水平荷載傳來時，第一加強鋼筋51產(chǎn)生 拉力，抵抗水平荷載，當(dāng)右邊水平荷載傳來時，第二加強鋼筋52產(chǎn)生拉力，抵抗水平荷載。鉆孔磚6均為工廠預(yù)制。實際工程中，只要能滿足交叉加強鋼筋穿過墻體與圈梁 及構(gòu)造柱相連，且墻體砌筑安全，鉆孔磚的大小、孔道設(shè)置可由技術(shù)人員靈活處理。作為本 發(fā)明的一種實施方式，如圖6、圖11-13所示，鉆孔磚6的尺寸與普通磚一致，內(nèi)部孔道12位 于鉆孔磚6中部，且為斜孔，孔道12的傾斜角度與第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52在 墻體內(nèi)的傾斜角度一致。若加強鋼筋直徑選用14mm—級鋼筋，則孔道12直徑為20mm。砌 筑時上下層鉆孔磚底面孔洞12a與頂面孔洞12b對齊，周圍磚砌體照常砌筑，并可做一些小 調(diào)整，注意與上下灰縫錯開，避免形成通縫。(3)參看圖7和圖10，第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52分別沿第一孔道中心 線121和第二孔道中心線122插入鉆孔磚孔道內(nèi)，將第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52 的下端與U型預(yù)埋件焊接8，并施加預(yù)應(yīng)力(0. 35fy左右，fy為鋼筋的設(shè)計強度)。張拉完 成后，將第一加強鋼筋51和第二加強鋼筋52錨固在該層墻體的頂端且從該墻體的頂端伸
出ο(4)參看圖8和圖9，綁扎該層墻體上部的圈梁鋼筋10及構(gòu)造柱鋼筋9，將第一加 強鋼筋上端伸出墻體部分511和第二加強鋼筋上端伸出墻體部分521錨固在圈梁鋼筋10 或構(gòu)造柱鋼筋9內(nèi)。
(5)參看圖7和圖9，在所述墻體的圈梁4的錨固位置預(yù)埋U型預(yù)埋件8，澆注所述 墻體的圈梁4及構(gòu)造柱3的混凝土，再重復(fù)實施步驟(2)至步驟(5)砌筑上一層墻體直至 頂層墻體。由此，如圖2和圖3所示，按本發(fā)明上述方法得到的砌體結(jié)構(gòu)如下在相鄰的上層 圈梁41和下層圈梁42之間的墻體內(nèi)，相鄰的兩根構(gòu)造柱3之間砌有一組以上鉆孔磚6，每 一組鉆孔磚6含有第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，第一排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線 即第一孔道中心線重合，第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第二孔道中心線重合， 第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉；第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的 孔道內(nèi)各自貫穿有加強鋼筋51和加強鋼筋52，加強鋼筋51和加強鋼筋52的下端固定連接 有U型預(yù)埋件，而U型預(yù)埋件埋置于下層圈梁42內(nèi)，加強鋼筋51和加強鋼筋52的上端錨 固在上層圈梁41或相應(yīng)的構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，如圖2和圖3所示，在每組鉆孔磚中，第一孔道中心 線與第二孔道中心線分別位于一個矩形對角線位置，從而使得加強鋼筋51和加強鋼筋52 也分別位于一個矩形或梯形的對角線位置。由此，加強鋼筋與圈梁4和構(gòu)造柱3形成受力 有效的桁架結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)的受力上來說，對比僅僅交叉而非處于矩形或梯形的對角線位置 的加強鋼筋，處于矩形或梯形的對角線位置的加強鋼筋產(chǎn)生的拉力能更多的轉(zhuǎn)化為水平抵 抗作用，從而使結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力更強。同理，第一孔道中心線與第二孔道中心線分 別位于一個梯形的對角線位置，從而使得加強鋼筋51和加強鋼筋52也分別位于一個梯形 的對角線位置。對比現(xiàn)有設(shè)置構(gòu)造柱與圈梁的砌體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提高了在強震作用下結(jié)構(gòu)的抗倒 塌能力和整體性，并且施工可行，不影響建筑的美觀和墻面裝飾，可以應(yīng)用于實際工程中， 在砌體結(jié)構(gòu)抗震中發(fā)揮有效的作用。
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權(quán)利要求
一種強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)，其特征是在相鄰的上層圈梁和下層圈梁之間的墻體內(nèi)，相鄰的兩根構(gòu)造柱之間砌有一組以上鉆孔磚，每一組鉆孔磚含有第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，所述第一排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第一孔道中心線重合，所述第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第二孔道中心線重合，所述第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉；所述第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的孔道內(nèi)各自貫穿有加強鋼筋，所述加強鋼筋的下端固定連接有U型預(yù)埋件，所述U型預(yù)埋件埋置于所述下層圈梁內(nèi)，所述加強鋼筋的上端錨固在所述上層圈梁或相應(yīng)的構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)，其特征是在 所述每組鉆孔磚中，所述第一孔道中心線與第二孔道中心線分別位于一個矩形或梯形的對 角線位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)，其特征是 所述鉆孔磚的孔道為斜孔。
4.一種強震下增強砌體結(jié)構(gòu)抗倒塌能力和整體性的方法，其特征是包含如下步驟 (1)綁扎底層圈梁及構(gòu)造柱的鋼筋，在所述底層圈梁的錨固位置預(yù)埋U型預(yù)埋件，澆注 底層圈梁及構(gòu)造柱混凝土；(2)在所述圈梁上砌筑墻體，在所述墻體內(nèi)于相鄰的兩根構(gòu)造柱之間自其底端至頂端 砌有一組以上鉆孔磚；在每組鉆孔磚中，含有第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，所述第一排鉆 孔磚的各鉆孔磚的第一孔道中心線重合，所述第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的第二孔道中心線 重合，所述第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉，所述第一孔道中心線 和第二孔道中心線各自與相應(yīng)的U型預(yù)埋件相交，在所述第一孔道中心線與第二孔道中心 線的交叉位置設(shè)有預(yù)留洞口；(3)在所述第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的孔道內(nèi)插入加強鋼筋，將所述加強鋼筋的 下端與所述U型預(yù)埋件焊接，對所述加強鋼筋施加預(yù)應(yīng)力，將所述加強鋼筋的上端錨固在 所述墻體的頂端且從該墻體的頂端伸出；(4)綁扎所述墻體的圈梁及構(gòu)造柱的鋼筋，將所述加強鋼筋的由所述墻體的頂端伸出 的部分錨固在所述墻體的圈梁或構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)；(5)在所述墻體的圈梁的錨固位置預(yù)埋U型預(yù)埋件，澆注所述墻體的圈梁及構(gòu)造柱混 凝土，再重復(fù)實施步驟(2)至步驟(5)砌筑上一層墻體直至頂層墻體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強震下增強砌體結(jié)構(gòu)抗倒塌能力和整體性的方法，其特征 是在所述每組鉆孔磚中，所述第一孔道中心線與第二孔道中心線分別位于一個矩形或梯 形的對角線位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的強震下增強砌體結(jié)構(gòu)抗倒塌能力和整體性的方法，其特 征是所述鉆孔磚的孔道為斜孔。
全文摘要
本發(fā)明公開一種強震下增強抗倒塌能力和整體性的砌體結(jié)構(gòu)及其方法。在相鄰的上層圈梁和下層圈梁之間的墻體內(nèi)，相鄰的兩根構(gòu)造柱之間砌有一組以上鉆孔磚，每一組鉆孔磚含有第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚，所述第一排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第一孔道中心線重合，所述第二排鉆孔磚的各鉆孔磚的孔道中心線即第二孔道中心線重合，所述第一孔道中心線與第二孔道中心線斜向分布且相互交叉；所述第一排鉆孔磚和第二排鉆孔磚的孔道內(nèi)各自貫穿有加強鋼筋，所述加強鋼筋的下端固定連接有U型預(yù)埋件，所述U型預(yù)埋件埋置于所述下層圈梁內(nèi)，所述加強鋼筋的上端錨固在所述上層圈梁或相應(yīng)的構(gòu)造柱的鋼筋內(nèi)。
文檔編號E04B2/64GK101963002SQ201010285478
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者華晨, 李莎, 肖南, 趙文爭 申請人:浙江大學(xué)