專利名稱：抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種低層樓房加層結(jié)構(gòu)，特別涉及于一種具有抗震特性的低層樓房加層結(jié)構(gòu)。
低層樓房加層結(jié)構(gòu)是目前城市建設(shè)出現(xiàn)的一個新課題。就我國的具體情況來說，五十年代到六十年代城市建筑基本上是3-5層樓，七十年代開始出現(xiàn)了一些6-9層樓的建筑，八十年代隨著人口的增加和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，城市新建樓房的規(guī)劃要求，基本上都在6層以上。根據(jù)我國國情，在建筑物的使用和管理方面還不可能普遍使用電梯的情況下，一般以6-9層為益。我國人口多耕地少，城市發(fā)展受到限制，根據(jù)城市發(fā)展的具體經(jīng)濟情況，多數(shù)情況下城市的發(fā)展都是在自身的基礎(chǔ)上找出路，然而多年來，城市有限的面積，特別是主要城區(qū)基本上都被低層樓房占滿。一些高層建筑群基本上多分布于城市的邊沿，只有少數(shù)位于被迫拆除的原建筑物的區(qū)域。城市要發(fā)展，建筑物普遍低的矛盾是一定要解決的。這樣低層樓房加高的的問題出現(xiàn)了。而且已經(jīng)有不少地區(qū)進行了在原結(jié)構(gòu)上的加層。原建筑物的結(jié)構(gòu)承載能力，是根據(jù)原有的荷栽設(shè)計的，如果所加層的重量仍然依靠原結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)的受力分析顯然是不行的。在原結(jié)構(gòu)上加層，造成樓房倒塌。特別是在地震區(qū)，將造成更大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。中國是一個多地震的國家，地震給人民造成的災(zāi)害是十分巨大的，其災(zāi)害主要表現(xiàn)在建筑物的破壞方面。中國又是一個人多地少的大國，國家經(jīng)濟困難無法大批拆舊房建新樓來解決人民的住房困難的局面，因而只有走原有建筑物成倍加高的出路，來解決人民的住房困難。而占全國90％以上的既有建筑物抗地震破壞能力很差，因此，解決數(shù)千億平方米的既有建筑物的隔震減震與成倍加高，將是本世紀和下一個世紀中國所需要解決的大事。
本實用新型的目的針對現(xiàn)有低層樓房加層結(jié)構(gòu)中存在的不足之處，根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)平衡理論，提出一種抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)。
本抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是它主要由低層樓房，加層結(jié)構(gòu)，隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成，其特征在于1)在加層結(jié)構(gòu)的上部建筑與其基礎(chǔ)之間、在加層結(jié)構(gòu)的各個剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍設(shè)置隔震減震裝置；2)在加層結(jié)構(gòu)與低層樓房之間設(shè)置聯(lián)結(jié)裝置；3)在加層結(jié)構(gòu)跨越低層樓房上方或在每層層高處設(shè)有承重大梁。
設(shè)置在上部建筑與其基礎(chǔ)之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層或復(fù)合材料制成的夾合墊層，所述墊層可連續(xù)或間隔放置。所述水平隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合墊層，或高強度聚四氟乙烯滑動復(fù)合支座板。設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)各個剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層，或復(fù)合材料制成的墊層，所述墊層可連續(xù)放置或間隔放置。設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)各個剛性區(qū)段豎直方向之間的隔震減震裝置為用彈性材料或彈簧制成的彈性恢復(fù)機構(gòu)。設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為用磚，石或混凝土砌筑成的隔震減震溝，并在兩溝壁之間填充有彈性消能材料或可壓縮的廢料。設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)與低層樓房之間的聯(lián)結(jié)裝置為可豎直滑動的鉸接機構(gòu)。所述承重大梁為雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支承重大梁。
本抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)，不僅在結(jié)構(gòu)上大大提高建筑物抵抗地震災(zāi)害的能力，大大延長了建筑物使用壽命，而且還降低20％左右的工程投資。加層結(jié)構(gòu)比拆除原有建筑物重新修建要節(jié)省投資50％左右。
為進一步說明本抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)造，將參照附圖和實施例進行具體描述。
其附圖有


圖1-4分別為設(shè)有隔震減震裝置的低層樓房加層結(jié)構(gòu)圖；圖5-7分別為
圖1-4中所示抗震夾層結(jié)構(gòu)中大跨度承重大梁示意圖。
在
圖1-7中1抗震加層結(jié)構(gòu)；2水平隔震減震裝置；3外圍隔震減震裝置；4彈性消能填料；5豎直隔震減震裝置；6聯(lián)結(jié)裝置；7柱基；8低層樓房；9承重大梁；10抗震加層結(jié)構(gòu)立柱；11橫梁；12雙曲拱式承重大梁；13懸拉雙曲拱式承重大梁；14懸拉斜支托式承重大梁；15拉力桿件；16基礎(chǔ)；A、B、C分別為加層結(jié)構(gòu)的各個剛性區(qū)段。
現(xiàn)對各附圖進行具體說明
圖1為本實用新型的抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)的實施例，圖中主要表示本抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)1是由4段剛性區(qū)段構(gòu)成，在每兩段剛性區(qū)段之間及在最下段剛性區(qū)段和基礎(chǔ)(圖中未表示)之間均設(shè)置有隔震減震墊層2，并在結(jié)構(gòu)1兩側(cè)設(shè)有隔震減震溝3及放置在溝3中的彈性消能填料4。
圖2中表示的抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)1是由多段剛性區(qū)段構(gòu)成的高層樓房，在每兩段剛性區(qū)段之間設(shè)置隔震減震墊層2，并在加層結(jié)構(gòu)1中的豎直框架之間設(shè)置有豎直隔震減震裝置5。
圖3中主要表示了原有的低層樓房8與加層結(jié)構(gòu)1的立柱之間設(shè)置有可豎直滑動減震機構(gòu)6，此即為抗震加層結(jié)構(gòu)1與低層樓房8之間的聯(lián)結(jié)裝置。
圖4中表示了本抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)結(jié)關(guān)系，它將在下面的實施例中具體說明。
圖5-7為抗震加層結(jié)構(gòu)跨越原有低層樓房的大跨度承重大梁的3種結(jié)構(gòu)形式，圖5中的12為一種雙曲拱式大梁；圖6中為一種懸拉雙曲拱式大梁13，在梁13上方兩端設(shè)置有拉力桿件15；在圖7中表示的是一種懸拉斜支托式大梁14，在梁的兩端上方也設(shè)置有拉力桿件15。在圖5-7中的3種承重大梁均處于抗震加層結(jié)構(gòu)的兩側(cè)承重立柱之間。
本抗震低層樓房加層加高基于以下兩個方面第一方面；本實用新型中提出的隔震減震裝置的設(shè)計是指將原有建筑物由原現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范所確立的整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計體系，改變?yōu)榉蛛x式結(jié)構(gòu)體系。即(1)將建筑物首先在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分開來，在高層建筑的上部結(jié)構(gòu)中也分離成多個重疊的剛性區(qū)段。在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分離處，以及高層建筑上部結(jié)構(gòu)的分離處，安裝隔震減震墊層或裝置，其材料可以選用橡膠墊、橡塑墊或復(fù)合材料等其它材料。(2)在(1)的基礎(chǔ)上，在建筑物四周一定距離內(nèi)地面以下基礎(chǔ)面以上，或在基礎(chǔ)上設(shè)有隔震減震裝置(墊層)的位置以上，設(shè)立完全隔斷地震波沖擊建筑物的隔震減震溝。隔震減震溝可以設(shè)計成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可以用其它彈性材料或其它復(fù)合材料。在隔震減震溝中放置彈性消能填料，或密封式彈簧或其它彈性材料。在高層建筑上部結(jié)構(gòu)的隔震減震裝置中，設(shè)計安裝彈性減震恢復(fù)裝置，其彈性減震恢復(fù)裝置可以用彈簧、彈簧片或其它彈性材料制成。
第二方面在第一方面確立的基礎(chǔ)上，才能解決現(xiàn)有使用中新舊建筑物的成倍加高。如原有建筑是2-10層或10-20層，在保證原有建筑物不需拆除，并繼續(xù)使用的情況下加高到8-40層。如果對原有建筑不采取隔震減震裝置的設(shè)計，而盲目加高的話，必將留下地震爆發(fā)時，原建筑物與加高新結(jié)構(gòu)由于震動不一樣而相互發(fā)生沖撞的嚴重隱患，因此后患無窮，后果嚴重。本實用新型提出的在采用了隔震減震裝置的安全設(shè)計的基礎(chǔ)上，采用橋梁結(jié)構(gòu)與減震結(jié)構(gòu)之組合特殊結(jié)構(gòu)將原建筑成倍加高。其方法是在原建筑物四周設(shè)立與原建筑物分離的承重立柱，承重立柱下設(shè)計承重基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)可以是樁基或條型基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)中設(shè)隔震減震墊層或裝置。其隔震減震裝置可以是橡膠墊、橡塑墊或其它復(fù)合材料多層重疊制成，在用多層復(fù)合材料或鋼板重疊組成的隔震減震裝置中的隔層之間采用滑石粉或潤滑劑等減少磨擦力的材料，其作用在于更好的滑動減震。在原低層樓房四周設(shè)立的加層結(jié)構(gòu)立柱沿原建筑物上去，并超過原低層樓房高度以上，至所需要加高的高度為止。加層結(jié)構(gòu)的承重立柱與原低層樓房每層的層高處設(shè)置可以豎直滑動的滑動聯(lián)結(jié)裝置，滑動聯(lián)結(jié)裝置將加層結(jié)構(gòu)的承重立柱與原低層樓房連接起來，其作用在于地震爆發(fā)時，加高結(jié)構(gòu)與原建筑物互相加大穩(wěn)定和震動同步的效果，保證加層結(jié)構(gòu)的安全。在加層結(jié)構(gòu)承重立柱超過原低層樓房的上空部位，按所需要的加高的樓層的每層層高處設(shè)置承重大梁，并與加層結(jié)構(gòu)承重立柱整體連接起來，形成如圖4所示的原低層樓房與新加層結(jié)構(gòu)為一體的新建筑物。加層結(jié)構(gòu)的承重立柱上的承重大梁將所增加的荷載傳遞給承重立柱至基礎(chǔ)，不壓在原建筑物上，保證原低層樓房的安全使用。加層結(jié)構(gòu)承重立柱上的承重大梁可以是直線形、變截面形的承重大梁，在遇上原低層樓房跨度較大，而迫使加層結(jié)構(gòu)的承重大梁的跨度更大，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計無法解決，用鋼結(jié)構(gòu)投資又十分巨大的情況下，采用橋梁結(jié)構(gòu)與減震結(jié)構(gòu)相結(jié)合的新型特殊結(jié)構(gòu)解決大跨度承重大梁的設(shè)計，其承重大梁的形式可以是雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支托式，如圖5-7所示。
實施例如圖4所示的抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)，它由原有的低層樓房8和加層結(jié)構(gòu)1構(gòu)成，加層結(jié)構(gòu)1分為A、B、C三個剛性區(qū)段，在剛性區(qū)段A與B、B與C及C與基礎(chǔ)16之間分別設(shè)有水平隔震減震裝置2，跨越低層樓房8的加層結(jié)構(gòu)1的剛性區(qū)段C為一由承重大梁9、立柱10和立柱10間的橫梁11構(gòu)成的框架，在立柱10及基礎(chǔ)16外側(cè)設(shè)置有隔震減震溝3，在鋼筋混凝土溝壁之間填有易壓縮建筑材料或廢料4。所述水平隔震減震裝置2采用間隔放置的橡膠疊合墊層，疊合面間放置潤滑材料。承重大梁9采用圖6所示的帶有拉力桿件15的懸拉雙曲拱式承重大梁1∶3。加層結(jié)構(gòu)1的立柱10與原低層樓房8之間的聯(lián)結(jié)裝置6采用了豎直滑動的較接機構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)，它主要由低層樓房，加層結(jié)構(gòu)，隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成，其特征在于1)在加層結(jié)構(gòu)的上部建筑與其基礎(chǔ)之間、在加層結(jié)構(gòu)的各個剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍設(shè)置隔震減震裝置；2)在加層結(jié)構(gòu)與低層樓房之間設(shè)置聯(lián)結(jié)裝置；3)在加層結(jié)構(gòu)跨越低層樓房上方或在每層層高處設(shè)有承重大梁。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置在上部建筑與其基礎(chǔ)之間的水平隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層或復(fù)合材料制成的復(fù)合墊層，所述墊層可連續(xù)或間隔放置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合墊層，或高強度聚四氟乙烯滑動復(fù)合支座板。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)各個剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層，或復(fù)合材料制成的復(fù)合墊層，所述墊層可連續(xù)放置或間隔放置。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)各個剛性區(qū)段豎直方向之間的隔震減震裝置為用彈性材料或彈簧制成的彈性恢復(fù)機構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。
7.如權(quán)利要求1或6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)外圍的隔震減震裝置為用磚、石或混凝土砌筑成的隔震減震溝，并在兩溝壁之間填充有彈性消能材料或可壓縮的廢料。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置于加層結(jié)構(gòu)與低層樓房之間的聯(lián)結(jié)裝置為可豎直滑動的鉸接機構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述承重大梁為雙曲拱式、懸拉雙曲拱式或懸拉斜支承重大梁。
專利摘要本實用新型屬于一種抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu),它主要由低層樓房、加層結(jié)構(gòu)、隔震減震裝置和聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)成,在加層結(jié)構(gòu)的上部建筑與基礎(chǔ)之間或上部建筑的各個剛性區(qū)段之間的水平或豎直方向上設(shè)置有隔震減震裝置,在加層結(jié)構(gòu)和低層樓房之間設(shè)置有聯(lián)結(jié)裝置,并在加層結(jié)構(gòu)跨越低層樓房上方設(shè)有承重大梁。本抗震加層結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于它不僅提高了建筑物的振震能力,并可節(jié)省投資50%左右。
文檔編號E04B1/18GK2330724SQ9720147
公開日1999年7月28日 申請日期1997年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月19日
發(fā)明者陸建衡 申請人:陸建衡