专利名称：既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法
技术领域：
本发明涉及一种加固改造方法，特別是ー种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，属于抗震加固领域。
背景技术：
基础隔震是指在上部结构与基础之间设置隔震垫层，利用隔震层来隔离及耗散地震能量，避免和减少地震能量向上部结构传输，从而达到上部结构振动减小的ー种被动控制技木，具有安全性好，造价低廉，当前在新建筑中被广泛应用。是ー种较为成熟的结构地震控制技术。但是在既有建筑加固改造中，采用基础隔震技术还不多见，主要原因是隔震支座置入及托换技术复杂，还没有ー套成熟的规范的技术可以应用，影响了隔震技术在这一领域的应用及发展。现有技术中关于隔震支座安装托换技术及其优缺点主要有以下两种一、采用钢管顶撑梁法安装托换隔震支座本法是基础隔震加固框架结构，在框架柱内安装隔震支座常用的方法。该方法的基本原理是利用钢管在框架梁端进行顶撑，把结构竖向荷载通过框架梁端传给钢管，再由钢管传给基础梁或直接传给基础。把框架柱解放出来，然后在柱的指定部位截断，安装隔震垫及加固柱。待装好后达到设计强度，卸掉支撑钢管，把竖向荷载再转移回来，完成基础隔
震垫的设置。该方法的特点是托换构件少，施工简便具有一定的安全可靠性，容易被施工単位接受，造价较低廉。目前施工中有一半以上单位采用该托换方法。该方法的不足是荷载传递由梁传给钢柱，反向传递，设计中应对梁的承载能力进行可靠验算。钢管柱与梁顶紧只靠打击楔形钢板顶紧。顶紧カ全靠感觉及施工经验确定，无法进行量化选择。増加了不安全因素及不可控性，对结构的竖向位移控制也比较困难，因此该托换方法有进ー步完善及改进的必要性。ニ、柱自身支撑，千斤顶顶升托换法该方法的工作原理是利用安装隔震支座的柱自身支撑，通过千斤顶的顶升完成切断柱及托换安装。一般先用增大截面法加固柱，并对柱的上、下端设置千斤顶安放牛腿(也可依据柱基础情況，下柱部位设置千斤顶承台)，牛腿对称布置，一般设置ニ个，在牛腿上安放同步系统控制自锁式液压千斤顶，依据柱的总竖向荷载选择千斤顶，靠千斤顶的顶升力将柱撑住，再切断柱，安放橡胶支座，完成托换工作。本托换法的优点是直接利用柱自身进行顶升托换，力的传递直接、可靠。避免通过梁进行传递增加了安全因素。用千斤顶施加顶升力，可以按设计要求准确控制施力的步骤与大小，这一点是钢管顶撑梁托换法不能相比的。该法的缺点是施工略显复杂，必须购置必要的设备，而且应掌握相关技木。一般多为技术力量，财务能力较强的加固工程公司采用。上述两种隔震支座安装托换方法，共同的特点是先将柱上的荷载通过钢管或千斤顶进行转移，然后切断柱，托换安置隔震支座。都要进行荷载中间转移才可完成安装任务，无形中増加了施工步骤、结构荷载转化部件及施工的复杂性和不安全因素。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提出了一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，其首次采用了并联隔震的方式对既有框架进行加固改造，简化了隔震垫的植入及托换方法，省去了顶升设备，是ー种更直接、更安全、更简便的隔震支座的安装托换方法。为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，其特征在干包括如下步骤步骤ー根据既有框架建筑进行基础隔震并联隔震加固设计，并依据并联隔震加固设计的隔震支座平面布置图、隔震支座組合形式、隔震支座种类、隔震支座尺寸及參数组合校验隔震支座(即通过反复校核，不断调整上述參数，最终确定最适合的隔震支座的类型及布置方式，从而达到最优的隔震效果，这是隔震设计中通常采用的设计方式)；步骤ニ加固既有框架建筑的基础以及基础与上部框架底梁之间的柱，在所述柱周围按图纸设计施工隔震支座的上、下牛腿，其中，每根柱上、下牛腿之间同一水平位置设置2 4个隔震支座，包括至少ー个橡胶支座以及至少ー个摩擦滑移支座，这些隔震支座相互并联，并沿框架底梁方向呈“_”型、“T”型或“ + ”型布置，从而构成并联隔震支座，上、下牛腿的设置数量以及设置位置应与隔震支座的数量与位置相对应，上、下牛腿施工应与隔震支座安放设置同时进行，其具体步骤为(1):绑扎加固下牛腿钢筋及安装模板，在下牛腿钢筋顶部设置隔震支座下支座板，并将隔震支座通过底垫板及螺栓套筒安放固定在下牛腿钢筋及下支座板上，校准隔震支座的平整度、垂直度以及水平位置偏差后，整体灌注下牛腿混凝土；(2):安装隔震支座上垫板及螺栓套筒，在上垫板上绑扎加固上牛腿钢筋及安装模板，并在上牛腿钢筋底部设置上支座板，将隔震支座通过上垫板及螺栓套筒固定设置在上牛腿钢筋及上支座板上，全部就位后，整体灌注上牛腿混凝土，灌注时，应保证隔震支座与上牛腿之间不留缝隙，防止垂直位移超标；步骤三待混凝土达到设计强度后，切断上、下牛腿之间的柱，把柱上荷载直接传给隔震支座，再传给下柱及基础，从而构成框架隔震层；切柱时应进行结构位移、变形全程监控和记录，切断柱应间隔交错分段进行，让荷载转移逐步完成，保证荷载的平稳过渡和结构安全；步骤四施工完成后，按照图纸要求，对隔震支座进行防腐防火保护；步骤五按图纸施工框架隔震层上端的封闭梁、板，同时，按照图纸预留检修通道以及预留维修、更换人孔，保证隔震层的检查、构件维修及更换。其中，步骤ニ施工时，应注意对隔震支座的全程保护，防止隔震支座被混凝土污
ο所述步骤三中，在切断柱时采用钻孔加风镐手工切断法、混凝土切割机切断法、液压劈裂机切断法或无公害静态爆破法。所述步骤三中，切断柱时具体采用梅花形间隔切断施工。
所述步骤四中，防腐防火保护所选用的材料不得阻碍结构沿隔震层水平方向位移及垂直位移。有益效果隔震体系虽具有诸多优点，但夹层橡胶隔震技术对于竖向地震几乎没有隔震作用，而且不能完全避免结构共振。摩擦滑移隔震技术不能自动复位，一般应另设复位系统， 滑移过大易出现滑移失稳。为了提高隔震系统的性能提出了复合隔震思想。并联复合隔震支座采用夹层橡胶支座和摩擦滑移支座并联复合而成。系统中，夹层橡胶支座提供系统向心复位力，能自动复位，摩擦支座滞回耗能，具有良好的耗能能力， 融合了前面两种支座的优点，改善了単一支座的缺点，极大的提高了建筑结构的抗震能力， 是ー种简单、经济、有效，具有应用前景的基础隔震支座形式。采用并联复合隔震支座，上部结构的重力荷载可以由夹层橡胶支座和摩擦滑移支座共同承担，这样明显的减小橡胶支座的尺寸，数量。増加了结构的自振周期，减小了屈服剪力，増加了阻尼力，降低了造价。对于既有框架结构，选择并联隔震组合支座，意义特别重大，简化了支座的安装和托换技木，可以使荷载直接从柱上转移到隔震支座上，再向下传递，省去了荷载转移步骤，増加了系统的安全性。同吋，工程实践计算还表明，并联支座承受竖向荷载变化吋，隔震层最大水平位移有所下降，对整体结构是有利的。体系具有自适应保护特性本发明的方法充分利用了每个支点下非单ー隔震支座的特点，完成隔震支座的安置托换施工，大大简化及加快了工程进度，保证了托换施工的结构安全，节省了施工器材及托换构件，从而降低了工程造价，为隔震加固在既有框架工程上的应用，开辟了广阔的前景，是我们研究创新的主要切入点，也是今后隔震加固既有框架建筑的行之有效的方法。
图1为本发明的并联隔震支座以及牛腿加固布置示意图；图2为本发明的隔震支座呈“_”型布置方式一示意图；图3为本发明的隔震支座呈“_”型布置方式ニ示意图；图4为本发明的隔震支座呈“T”型布置示意图；图5为本发明的隔震支座呈“ + ”型布置方式一示意图；图6为本发明的隔震支座呈“ + ”型布置方式ニ示意图；图中，1-基础；2-隔震支座；3-下牛腿；4-上牛腿；5-螺栓套筒；6_框架底梁； 7-隔震层上端的封闭板；8-隔震层上端的封闭梁；9-上部框架柱；10-柱(最后要切断的)。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如下实施例1如图1-3所示，本发明的一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，包括如下步骤步骤ー根据既有框架建筑进行基础隔震并联隔震加固设计，并依据并联隔震加固设计的隔震支座平面布置图、隔震支座組合形式、隔震支座种类、隔震支座尺寸及參数组合校验隔震支座2 ；步骤ニ 加固既有框架建筑的基础1以及基础1与上部框架底梁6之间的柱10， 在所述柱10周围按图纸设计施工隔震支座2的上、下牛腿4、3，其中，每根柱10上、下牛腿 4、3之间同一水平位置设置2个隔震支座2，包括一个橡胶支座以及ー个摩擦滑移支座，这些隔震支座2相互并联，并沿框架底梁6方向呈“_”型布置，从而构成并联隔震支座，上、下牛腿4、3的设置数量以及设置位置应与隔震支座2的数量与位置相对应，上、下牛腿4、3施 エ应与隔震支座2安放设置同时进行，且施工时，应注意对隔震支座2的全程保护，防止隔震支座2被混凝土污染，其具体步骤为(1):绑扎加固下牛腿3钢筋及安装模板，在下牛腿3钢筋顶部设置隔震支座下支座板，并将隔震支座2通过底垫板及螺栓套筒5安放固定在下牛腿3钢筋及下支座板上，校准隔震支座2的平整度、垂直度以及水平位置偏差后，整体灌注下牛腿3混凝土 ；(2):安装隔震支座2上垫板及螺栓套筒5，在上垫板上绑扎加固上牛腿4钢筋及安装模板，并在上牛腿4钢筋底部设置上支座板，将隔震支座2通过上垫板及螺栓套筒5固定设置在上牛腿4钢筋及上支座板上，全部就位后，整体灌注上牛腿4混凝土，灌注时，应保证隔震支座2与上牛腿4之间不留缝隙，防止垂直位移超标；步骤三待混凝土达到设计强度后，切断上、下牛腿4、3之间的柱10，把柱上荷载直接传给隔震支座2，再传给下柱及基础1，从而构成框架隔震层；切柱10时应进行结构位移、变形全程监控和记录，切断柱10时采用梅花形间隔切断施工，让荷载转移逐步完成，保证荷载的平稳过渡和结构安全；切断柱10采用混凝土切割机切断法；步骤四施工完成后，按照图纸要求，对隔震支座2进行防腐防火保护，保护材料的选用不阻碍结构沿隔震层水平方向位移及垂直位移；步骤五按图纸施工框架隔震层上端的封闭梁8、板7，同吋，按照图纸预留检修通道以及预留维修、更换人孔，保证隔震层的检查、构件维修及更换。实施例2如图4所示，本发明的一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，其中每根柱10上、下牛腿4、3之间同一水平位置设置3个隔震支座2，包括两个橡胶支座以及ー个摩擦滑移支座，这些隔震支座2相互并联，并沿框架底梁6方向呈“T”型布置。 其它步骤同实施例1，此处不再详述。实施例3如图5-6所示，本发明的一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，其中每根柱10上、下牛腿4、3之间同一水平位置设置4个隔震支座2，包括两个橡胶支座以及两个摩擦滑移支座，这些隔震支座2相互并联，并沿框架底梁6方向呈“ + ”型布置。 其它步骤同实施例1，此处不再详述。 以上是本发明的几个典型实施例，本发明的实施不限于此。
权利要求
1.一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，其特征在于包括如下步骤步骤ー根据既有框架建筑进行基础隔震并联隔震加固设计，并依据并联隔震加固设计的隔震支座平面布置图、隔震支座組合形式、隔震支座种类、隔震支座尺寸及參数组合校验隔震支座；步骤ニ 加固既有框架建筑的基础以及基础与上部框架底梁之间的柱，在所述柱周围按图纸设计施工隔震支座的上、下牛腿，其中，每根柱上、下牛腿之间同一水平位置设置 2 4个隔震支座，包括至少ー个橡胶支座以及至少ー个摩擦滑移支座，这些隔震支座相互并联，并沿框架底梁方向呈“-”型、“T”型或“ + ”型布置，从而构成并联隔震支座，上、下牛腿的设置数量以及设置位置应与隔震支座的数量与位置相对应，上、下牛腿施工应与隔震支座安放设置同时进行，其具体步骤为(1)绑扎加固下牛腿钢筋及安装模板，在下牛腿钢筋顶部设置隔震支座下支座板，并将隔震支座通过底垫板及螺栓套筒安放固定在下牛腿钢筋及下支座板上，校准隔震支座的平整度、垂直度以及水平位置偏差后，整体灌注下牛腿混凝土；(2)安装隔震支座上垫板及螺栓套筒，在上垫板上绑扎加固上牛腿钢筋及安装模板， 并在上牛腿钢筋底部设置上支座板，将隔震支座通过上垫板及螺栓套筒固定设置在上牛腿钢筋及上支座板上，全部就位后，整体灌注上牛腿混凝土，灌注时，应保证隔震支座与上牛腿之间不留缝隙，防止垂直位移超标；步骤三待混凝土达到设计强度后，切断上、下牛腿之间的柱，把柱上荷载直接传给隔震支座，再传给下柱及基础，从而构成框架隔震层；切柱时应进行结构位移、变形全程监控和记录，切断柱应间隔交错分段进行，让荷载转移逐步完成，保证荷载的平稳过渡和结构安全；步骤四施工完成后，按照图纸要求，对隔震支座进行防腐防火保护；步骤五按图纸施工框架隔震层上端的封闭梁、板，同时，按照图纸预留检修通道以及预留维修、更换人孔，保证隔震层的检查、构件维修及更换。
2.根据权利要求1所述的ー种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法， 其特征在于步骤ニ施工时，应注意对隔震支座的全程保护，防止隔震支座被混凝土污染。
3.根据权利要求1所述的ー种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法， 其特征在于步骤三中，在切断柱时采用钻孔加风镐手工切断法、混凝土切割机切断法、液压劈裂机切断法或无公害静态爆破法。
4.根据权利要求1所述的ー种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法， 其特征在干步骤三中，切断柱时具体采用梅花形间隔切断施工。
5.根据权利要求1所述的ー种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法， 其特征在干步骤四中，防腐防火保护所选用的材料不得阻碍结构沿隔震层水平方向位移及垂直位移。
全文摘要
本发明涉及一种既有框架建筑采用并联隔震支座加固的安装托换方法，属于抗震加固领域，本发明的安装托换方法在多层框架结构的基础与底梁之间预先制作上牛腿、下牛腿、安装隔震支座，待牛腿的混凝土强度达到设计值后，切断隔震支座之间的钢筋混凝土柱，使构架柱荷载安全转移到隔震支座上，从而达到既有框架建筑隔震的设计目的。采用本发明的方法保证了托换施工的结构安全，简化及加快了工程进度，节省了施工器材及托换构件，从而降低了工程造价，是一项非常实用的框架基础隔震施工技术。
文档编号E04G23/02GK102587684SQ20111045775
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者杨涛, 董有, 赵恩平, 鞠树森, 龚瑞荣 申请人:北京筑福建设工程有限责任公司