建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构及施工方法与流程

本发明属于建筑工程领域，具体地，涉及建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构及施工方法。

背景技术：

1、现在建筑在改扩建中常常面临中加层的需求，传统的加层由于建筑层高的限制采用“无梁板柱结构”进行加层，“无梁板柱结构”施工工序简单快捷，楼盖板底平整，仅在框架柱处设置柱帽，柱网间没有框架梁，设备管线穿行方便，使得建筑空间净高充分利用，在仓库、商场、学校等多层大开间建筑中具有广泛的适用性，但是无“梁板柱结构”抗震性能较差，地震时，柱帽处存在不平衡弯矩，在柱帽处存在冲切脆性破坏的可能性，甚至导致整体结构连续破坏。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提出了一种建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，包括原框架柱、外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢，所述外包缀板通过化学锚栓固定于所述原框架柱的外壁面上，且所述外包缀板围合包覆所述原框架柱，所述弦杆双角钢设置于所述连接钢缀板上，所述外包缀板的上下两端均设置有所述弦杆双角钢，所述斜腹杆角钢的两端分别跟位于外包缀板上下两端的弦杆双角钢配合在一起，所述斜腹杆角钢不垂直于所述原框架柱，斜腹杆角钢也不平行于所述原框架柱。

4、本种柱帽结构中，缀板形成的环向约束使得原框架柱的横向变形收到制约，混凝土的横向变形也使周圈钢板收到侧向挤压，存在应力滞后，原框架柱的核心混凝土受到外包缀板所围合成的围合部的约束，原框架柱在地震下的延性大幅提高。

5、本柱帽结构中，柱帽内的上下两处弦杆双角钢用斜腹杆角钢连接后形成的轻型小桁架，增强了柱帽处混凝土的骨料咬合力，并抑制裂缝的发展，改善了原新老混凝土交界处薄弱的抗剪承载力，改变了脆性冲切破坏的路径，当板柱节点冲切屈服时，柱帽的下端最先开始受拉屈服，而上缘尚处于低压应力状态，桁架实现了柱帽的内力重分配，将下缘的拉应力转移至轻型桁架上缘角钢和混凝土联合作用的压应力，将板柱节点抗冲切临界面向外扩散，从而扩大抗冲切周长，抗冲切冗余度明显提高。

6、综上所述，本种柱帽通过在内部设置外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢，利用外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢形成了桁架，该桁架使得原框架柱在地震下的延性大幅提高，同时实现了柱帽内力的重分配，扩大了抗冲切周长，抗冲切冗余度明显提高。

7、可选的，还包括钢连接环板，所述钢连接环板与所述弦杆双角钢配合在一起，且所述外包缀板的上下两端均设置有所述钢连接环板。

8、可选的，还包括加劲钢板，所述加劲钢板与所述钢连接环板以及外包缀板固定在一起。

9、可选的，所述原框架柱与外包缀板之间设置有角钢骨架，角钢骨架、斜腹杆角钢以及弦杆双角钢形成空间桁架结构。

10、可选的，所述原框架柱为方形的原框架柱，所述外包缀板围合在一起形成方形的围合部，围合部贴紧原框架柱。

11、一种如上所述的柱帽结构的施工方法，包括如下步骤，

12、前处理步骤，用回弹法检测原框架柱的混凝土抗压强度，对原框架柱的表面进行凿毛处理，并在表面刷涂界面剂；

13、搭接步骤，将外包缀板通过化学锚栓固定在原框架柱的表面，而后将连接钢缀板焊接在外包缀板，再将弦杆双角钢焊接在连接钢缀板上，将斜腹杆角钢的两端分别与两块弦杆双角钢焊接在一起；

14、浇筑步骤，配置钢筋而后再搭建模板进行浇筑，浇筑完成之后拆除模板。

15、可选的，外包缀板施加环向预应力后再封闭焊接。

16、可选的，外包缀板与原框架柱之间的间隙采用水泥填实。

17、本发明的有益效果是：通过在内部设置外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢，利用外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢形成了桁架，该桁架使得原框架柱在地震下的延性大幅提高，同时实现了柱帽内力的重分配，扩大了抗冲切周长，抗冲切冗余度明显提高。

技术特征：

1.一种建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，其特征在于，包括原框架柱、外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢，所述外包缀板通过化学锚栓固定于所述原框架柱的外壁面上，且所述外包缀板围合包覆所述原框架柱，所述弦杆双角钢设置于所述连接钢缀板上，所述外包缀板的上下两端均设置有所述弦杆双角钢，所述斜腹杆角钢的两端分别跟位于外包缀板上下两端的弦杆双角钢配合在一起，所述斜腹杆角钢不垂直于所述原框架柱，斜腹杆角钢也不平行于所述原框架柱。

2.如权利要求1所述的建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，其特征在于，还包括钢连接环板，所述钢连接环板与所述弦杆双角钢配合在一起，且所述外包缀板的上下两端均设置有所述钢连接环板。

3.如权利要求2所述的建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，其特征在于，还包括加劲钢板，所述加劲钢板与所述钢连接环板以及外包缀板固定在一起。

4.如权利要求1所述的建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，其特征在于，所述原框架柱与外包缀板之间设置有角钢骨架，角钢骨架、斜腹杆角钢以及弦杆双角钢形成空间桁架结构。

5.如权利要求1所述的建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，其特征在于，所述原框架柱为方形的原框架柱，所述外包缀板围合在一起形成方形的围合部，围合部贴紧原框架柱。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的柱帽结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤，

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，外包缀板施加环向预应力后再封闭焊接。

8.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，外包缀板与原框架柱之间的间隙采用水泥填实。

技术总结
本申请公开了建筑加层中的桁架式抗冲切柱帽结构，包括原框架柱、外包缀板、连接钢缀板、弦杆双角钢以及斜腹杆角钢，所述外包缀板通过化学锚栓固定于所述原框架柱的外壁面上，且所述外包缀板围合包覆所述原框架柱，所述弦杆双角钢设置于所述连接钢缀板上，所述外包缀板的上下两端均设置有所述弦杆双角钢，所述斜腹杆角钢的两端分别跟位于外包缀板上下两端的弦杆双角钢配合在一起，所述斜腹杆角钢不垂直于所述原框架柱，斜腹杆角钢也不平行于所述原框架柱。本申请还公开上述桁架式柱帽结构的施工方法。

技术研发人员：倪闻昊,田森源,鲍侃袁,高欣
受保护的技术使用者：杭州园林设计院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15