专利名称：预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置。
背景技术：
纵观全球20世纪以来强震，美国阿拉斯加大地震(1964年3月28日)里氏8.8 级，125人死亡；日本1995年1月17日，阪神地区发生7.3级强震，6434名罹难......而
历次地震中我国的损失最为惨重，仅唐山地震和此次汶川地震就有超过30万人遇难。
阪神地震后的1996年开始，日本3次修改《建筑基准法》，把各类建筑抗震基 准都提高到最高水准，尤其是要求商务楼抗震能力要达到8级以上，使用期限能够超过 100年。2000年，神户所在的兵库县用了三年时间对全县的住宅进行免费耐振诊断，对 耐振性不够的房屋由县财政负担进行加固。美国也相应提高了建筑结构抗震设计等级， 并大规模对已建房屋进行抗震加固，正是这一系列的预防措施的实施才使得他们能够将 地震引发的灾难降至最低。为此我们的政府、行业主管部门、建筑设计研究机构以及施 工领域等相关部门必须有所作为，不能再抱有任何侥幸的心理让悲剧一而再，再而三的 上演。 砖混结构在我国住宅、办公楼、学校、医院、商店等建筑中获得了广泛应用。 由于砌体结构材料的脆性性质，其抗剪、抗拉和抗弯强度低，所以砌体房屋的抗震能力 较差，在国内外历次强烈地震中，砌体结构破坏是相当严重的。而其中又以预制空心楼 板砖混结构的损坏最为严重，基本是毁灭性的整体垮塌，从汶川及唐山两次大的地震结 果来看也充分验证了这一点。预制空心楼板砖混结构房屋抗震能力差的原因在于预制 空心楼板是将预制厂生产的空心楼板逐块吊运至砖墙上，将其两端搁置在b = 240mm宽 的圈梁上形成楼面，来承担竖向荷载的。每边的搁置长度按规范规定为a = 80mm。在 地震作用下空心楼板由于与圈梁之间没有任何粘接固定，只要其一端发生超过搁置长度 的的位移，就会引起房屋的整体垮塌。由于成本的相对低廉，我国于上世纪90年代中期 以前大量建造了预制空心楼板结构的住宅、校舍等建筑，后来意识到该类型建筑的抗震 性能不足，遂于90年代中期予以禁止采用，但对那些已经建造的既有房屋至今仍未采取 实质、有效的加固措施，业界目前也没有针对预制空心楼板楼面抗震加固的有效技术。
发明内容
为了解决现有预制空心楼板砖混结构房屋抗震加固问题，本发明提供一种预制
空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置。 具体的技术解决方案如下 预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置包括两个以上的承托钢架和一根 以上的工字钢带； 所述承托钢架由连墙板5和上承板11连接成的直角架；所述连墙板5上均布设 有四个以上的螺栓孔10 ;所述上承板11中部设有矩形长孔12，矩形长孔12两侧的上承板底面与连墙板之间分别固定设有加劲板7 ;所述两块加劲板7的外侧面分别设有承托板 6;所述两块承托板6等高，且平行于上承板ll;所述矩形长孔12长度方向两端分别设
有平行于连墙板5的挡簧板8，所述两块挡簧板8相对应的内侧面分别连接着弹簧轴9， 所述两根弹簧轴9平行于上承板11，两根弹簧轴9上分别套设有工程弹簧20，且所述工 程弹簧20的一端连接着挡簧板8的内侧面； 所述工字钢带由顶部的上翼缘板13、底部的下翼缘板15和中部直立的腹板14固 定连接组成，其横截面为倒"工"字形；腹板14和下翼缘板15上间隔1200-1360毫米 设有安装槽，安装槽的槽宽为120-130毫米；安装槽处的上翼缘板13底面设有螺栓16， 所述螺栓16根部两侧分别连接着挡簧片18 ;所述两块挡簧片18平行于下翼缘板15，且 两块挡簧片18外侧面分别连接着弹簧轴套筒17 ;与螺栓16相对的安装槽两侧腹板14中 部分别设有上安装槽24 ; 所述承托钢架位于工字钢带下部的安装槽处，安装槽两侧的工字钢带下翼缘板 15分别位于承托钢架的承托板6上；工字钢带下部安装槽处的两侧弹簧轴套筒17的两端 分别插入工程弹簧20内，并套设于承托钢架上两侧的弹簧轴9上，使两侧的工程弹簧20 分别位于挡簧板8与挡簧片18之间；螺栓16上配合设有大六角螺帽22。
所述连墙板为钢板，厚度为15mm，呈矩形，宽度180mm，高度160mm，其上 均布设有5个螺栓孔，螺栓孔孔径为13mm ; 所述上承板为为钢板，厚度为15mm，呈矩形，宽度160mm，长度295mm，矩 形长孔尺寸为60X250mm ; 所述加劲板为钢板，厚度为10mm，呈直角梯形；所述承托板为钢板，厚度为10mm，呈矩形，宽度40mm，长度195mm ;所述挡簧板为钢板，厚度为5mm，呈矩形，宽度70mm，长度70mm ;所述弹簧轴为圆钢，直径为12mm，长度65mm ;所述上翼缘板为钢板，厚度为8mm，宽度150mm ;所述腹板为钢板，厚度为8mm，宽度70mm，长度1137mm ;所述下翼缘板为钢板，厚度为8mm，宽度50mm，长度1137mm ;所述螺栓直径24mm，丝扣部分长度55mm，尾端长度55mm，总长度110mm，
其中丝扣部分为直径24mm的圆形截面，尾端为24mmX24mm的正方形截面；所述档簧片为钢板，厚度为5mm，呈矩形，宽度70mm，长度70mm ;所述弹簧轴套筒为圆形钢管，外径为20mm，壁厚3.5mm，长度65mm ; 所述安装槽的槽宽为120-130毫米。 本发明的有益技术效果体现在以下几个方面 1、目前现有预制空心楼板砖混结构房屋的楼板直接搁置于钢筋混凝土圈梁上， 几乎没有任何粘接，地震作用下楼板极易从圈梁上脱落，导致房屋的垮塌，通过本发明 装置的加固，使楼板与圈梁之间产生了可靠的拉结作用，从而能够从根本上提高预制空 心楼板砖混结构房屋的整体抗震性能。根据有限元理论模拟计算，该发明装置能将预制 空心楼板砖混结构的抗震性能提高约1.2-1.5级；其具体实现过程为A在地震的初始阶 段使楼板与圈梁间处于弹性粘结状态，为此首先在圈梁与预制板之间采用弹性粘结技 进行加固，通过阻尼运动消耗掉一部分地震能量。并始终对预制楼板施加弹性作用力，使楼板回复平衡位置。地震烈度加大后，楼板与圈梁间的相对振幅超出了弹性位移的最大界限，楼板自圈梁顶滑出，此时要保证滑出的楼板仍然有可靠的支撑，不至于直接跌落。为此需要延长楼面板的支座长度，提高楼板位移范围。 2、本发明施工方便，经济合理。 一般每套建筑(按住宅80r^测算)加固费用不超过5000元，政府部门进行适当的补贴后每户家庭基本都能够承受。 3、本发明装置的改造施工在室内进行，可与室内装饰融为一体，满足美观需要。该加固装置完成后可以巧妙的隐藏于吊顶内部，美观实用，易于接受。
图l为本发明结构示意图，图2为承托钢架结构示意图，图3为图2的俯视图，图4为图2的右视图，图5为工字钢带仰视图，图6为图5的G-G剖视图，图7为图5的E-E剖视图，图8为图5的F-F剖视图，图9为使用状态剖视图，图10为图9的局部放大图，图11为图9的仰视图，图12为图9的右视图。
具体实施例方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例 参见图1，预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置包括两个以上的承托钢架4和一根以上的工字钢带19。 承托钢架由连墙板5和上承板11连接成的直角架；连墙板5上均布设有5个螺栓孔10 ;上承板11中部设有矩形长孔12，矩形长孔12两侧的上承板底面与连墙板之间分别固定设有加劲板7;两块加劲板7的外侧面分别设有承托板6;两块承托板6等高，且平行于上承板ll;矩形长孔12长度方向两端分别设有平行于连墙板5的挡簧板8，两块挡簧板8相对应的内侧面分别连接着弹簧轴9，两根弹簧轴9平行于上承板11 ;两根弹簧轴9上分别套设有工程弹簧20，且所述工程弹簧20的一端连接着挡簧板8的内侧面。
承托钢架4制作(钢材均选用Q420级钢，下同)a)连墙板5制作选用15mm厚钢板，切割成矩形，宽度180mm，高度160mm，然后在钢板上用台钻钻出螺栓孔IO，共计5个孔位，孔径13mm，孔边距离钢板边缘左右距离均为12mm，上下距离钢板边缘26mm，对称布置，见图4。
b)上承板11制作选用15mm厚钢板，切割成矩形，宽度160mm，长度295mm，中间切割出矩形长孔12，孔尺寸为60X250mm，见图2。
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c)加劲板7制作(两块)选用10mm厚矩形钢板切割成直角梯形，下底宽135mm，上底宽45mm梯形高250mm，见图3。d)承托板6制作(两块)选用10mm厚钢板，切割成矩形截面40 X 195mm ;
e)挡簧板8制作(两块)选用5mm厚钢板，切割成矩形截面70 X 70mm ;
f)弹簧轴9制作(两根)选用C 12圆钢，长度65mm ; g)将上述部件按如图2、 3、 4所示的位置焊接成型，焊脚高度为钢板厚度0.7倍，执行剖口 二级焊缝质量标准。 工字钢带由顶部的上翼缘板13、底部的下翼缘板15和中部直立的腹板14固定连接组成，其横截面为倒"工"字形；腹板14和下翼缘板15上间隔1200-1360毫米设有安装槽，安装槽的槽宽为120-130毫米；安装槽处的上翼缘板13底面设有螺栓16，所述螺栓16根部两侧分别连接着挡簧片18 ;两块挡簧片18平行于下翼缘板15，且两块挡簧片18外侧面分别连接着弹簧轴套筒17 ;与螺栓16相对的安装槽两侧下翼腹板14中部分别设有上安装槽24。
工字钢带19制作a)工字钢带19、上翼缘板13、腹板14及下翼缘板15制作
上翼缘板13采用宽150mmX8mm厚钢板，长度沿楼板搁置的圈梁通长布置；下翼缘板15采用宽50mmX8mm厚钢板，长度=b-l/2a = 1200-1/2X 126 = 1137mm ;腹板14采用高70mmX8mm厚钢板，长度=b-l/2a = 1200-1/2X 126 = 1137mm，在两端部开有安装槽24，尺寸30X18mm，见图5和图6; b)按照图7所示将上翼缘板13、腹板14及下翼缘板15焊接成工字型截面。
C)螺栓16制作选用直径24mm螺栓，丝扣部分长度55mm，尾端长度55mm，总长度110mm，其中丝扣部分为直径24mm的圆形截面，尾端为24mmX24mm的正方形截面。将螺栓按b = 1200mm间距垂直焊接于上翼缘板13下方，见图8。
d)挡簧片18制作选用5mm厚钢板，切割成矩形截面70X70mm两块，分别焊接于螺栓16根部的两个侧面，见图8。 e)弹簧轴套筒17制作选用圆形钢管，外径为20mm，壁厚3.5mm，长度65mm两个，分别垂直焊接于挡簧片18外侧面的中心位置，见图8。 工程弹簧20制作按每个承托钢架上设置两根弹簧20计算，弹簧规格为TR46X110型，外直径46mm，内直径32mm，自由长度110mm。 焊装工程弹簧20 :将工程弹簧20套在承托钢架4中的弹簧轴9上，根部紧贴挡簧板8，工程弹簧20与挡簧板8之间采用M303焊条焊接固定，见图10。
承托钢架4位于工字钢带19下部的安装槽处，安装槽两侧的工字钢带下翼缘板分别位于承托钢架的承托板6上；工字钢带下部安装槽处的两侧弹簧轴套筒17的两端分别插入工程弹簧20内，并套设于承托钢架上两侧的弹簧轴9上，使两侧的工程弹簧20分别位于挡簧板8与挡簧片18之间；螺栓16上配合设有大六角螺帽22，见图9和图10。
本发明的安装施工操作步骤如下 (1)在圈梁1侧面每隔1.2m制造并安装承托钢架4，与圈梁1之间采用膨胀螺栓21相连接；每个承托钢架4采用5根C 12膨胀螺栓21固定在钢筋混凝土圈梁1的侧面，沿着圈梁长度方向每1.2m安装一个承托钢架4，如图5所示
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(2)工字钢带19安装 a)以预制空心楼板2底部距离圈梁1边距c = 155mm为中心线，将其两侧各75mm范围内的室内顶棚砂浆切割清除干净，露出预制空心楼板2的混凝土底面，并用水冲洗干净，晾干； b)将工字钢带19的弹簧轴套筒17穿过工程弹簧20中心，最后套在承托钢架4的弹簧轴9上，同时调整工字钢带19的位置使工字钢带19的下翼缘板15搁置在承托钢架的承托板6上，工字钢带的安装槽24正好卡住承托钢架的上承板11 ;
c)将工字钢带19的上翼缘板13采用YJS-501粘钢胶23可靠粘结于楼板2的底面，控制工字钢带19中心距离圈梁l的间距c二155mm，粘接质量必须符合GB50367-2006标准的技术指标要求； d)将工字钢带19上的挡簧片18与工程弹簧20的端部采用M303焊条可靠焊接固定； e)在螺栓16上拧紧大六角螺帽22，最终成型后的加固装置剖面示意如图1、图10、图11和图12所示。 由此预制空心楼板2通过工字钢带19与承托钢架4实现了弹性连接，地震过程中消耗地震能量，缓冲空心楼板2水平位移，高强工程弹簧20始终将空心楼板2拉回平衡初始位置，即使空心楼板2位移超出了搁置长度，由于有150mm宽的工字钢带上翼缘板13的支撑，空心楼板2不会脱落，也就不会造成房屋的垮塌，从而保证人员的生命财
产安全。
权利要求
预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置，其特征在于包括两个以上的承托钢架和一根以上的工字钢带，所述承托钢架由连墙板(5)和上承板(11)连接成的直角架；所述连墙板(5)上均布设有四个以上的螺栓孔(10)；所述上承板(11)中部设有矩形长孔(12)，矩形长孔(12)两侧的上承板底面与连墙板之间分别固定设有加劲板(7)；所述两块加劲板(7)的外侧面分别设有承托板(6)；所述两块承托板(6)等高，且平行于上承板(11)；所述矩形长孔(12)长度方向两端分别设有平行于连墙板(5)的挡簧板(8)，所述两块挡簧板(8)相对应的内侧面分别连接着弹簧轴(9)，所述两根弹簧轴(9)平行于上承板(11)，两根弹簧轴(9)上分别套设有工程弹簧(20)，且所述工程弹簧(20)的一端连接着挡簧板(8)的内侧面；所述工字钢带由顶部的上翼缘板(13)、底部的下翼缘板(15)和中部直立的腹板(14)固定连接组成，其横截面为倒“工”字形；腹板(14)和下翼缘板(15)上间隔1200-1360毫米设有安装槽，安装槽的槽宽为120-130毫米；安装槽处的上翼缘板(13)底面设有螺栓(16)，所述螺栓(16)根部两侧分别连接着挡簧片(18)；所述两块挡簧片(18)平行于下翼缘板(15)，且两块挡簧片(18)外侧面分别连接着弹簧轴套筒(17)；与螺栓(16)相对的安装槽两侧腹板(14)中部分别设有上安装槽(24)；所述承托钢架位于工字钢带下部的安装槽处，安装槽两侧的工字钢带下翼缘板(15)分别位于承托钢架的承托板(6)上；工字钢带下部安装槽处的两侧弹簧轴套筒(17)的两端分别插入工程弹簧(20)内，并套设于承托钢架上两侧的弹簧轴(9)上，使两侧的工程弹簧(20)分别位于挡簧板(8)与挡簧片(18)之间；螺栓(16)上配合设有大六角螺帽(22)。
2. 根据权利要求1所述的预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置，其特征在于所述连墙板为钢板，厚度为15mm，呈矩形，宽度180mm，高度160mm，其上均布设有5个螺栓孔，螺栓孔孔径为13mm ;所述上承板为为钢板，厚度为15mm，呈矩形，宽度160mm，长度295mm，矩形长孔尺寸为60X250mm ;所述加劲板为钢板，厚度为10mm，呈直角梯形；所述承托板为钢板，厚度为10mm，呈矩形，宽度40mm，长度195mm;所述挡簧板为钢板，厚度为5mm，呈矩形，宽度70mm，长度70mm;所述弹簧轴为圆钢，直径为12mm，长度65mm;所述上翼缘板为钢板，厚度为8mm，宽度150mm;所述腹板为钢板，厚度为8mm，宽度70mm，长度1137mm;所述下翼缘板为钢板，厚度为8mm，宽度50mm，长度1137mm;所述螺栓直径24mm，丝扣部分长度55mm，尾端长度55mm，总长度110mm，其中丝扣部分为直径24mm的圆形截面，尾端为24mmX24mm的正方形截面；所述档簧片为钢板，厚度为5mm，呈矩形，宽度70mm，长度70mm;所述弹簧轴套筒为圆形钢管，外径为20mm，壁厚3.5mm，长度65mm ;所述安装槽的槽宽为120-130毫米。
全文摘要
本发明涉及预制空心楼板砖混结构房屋楼面抗震加固装置。该装置包括承托钢架和工字钢带；承托钢架为直角架，其上设有挡簧板和弹簧轴；工字钢带包括上翼缘板、腹板和下翼缘板，下翼缘板和腹板上间隔1200-1360毫米设有安装槽，安装槽内设有螺栓、挡簧片和弹簧轴套筒。施工安装步骤如下在房屋圈梁侧面每隔1.2m通过膨胀螺栓安装承托钢架；在预制空心楼板下面、承托钢架的上方采用工程结构胶粘接工字钢带的上翼缘板；工字钢带的下翼缘板搁置在承托钢架的承托板上，上翼缘板由螺栓固定在承托钢架的高强度弹簧中间。使空心楼板通过工字钢带与承托钢架实现了弹性连接，地震中消耗地震能量，使空心楼板不会脱落，防止房屋垮塌，从而保证人员的生命财产安全。
文档编号E04B1/98GK101691816SQ20091014456
公开日2010年4月7日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者张庆远, 李明, 杨立胜, 焦宁艳 申请人:中铁四局集团建筑工程有限公司