用于既有框架结构的增层柱拼接结构及其拼接方法

本申请属于结构工程中的对既有建筑结构加固改造，具体涉及一种用于既有框架结构的增层柱拼接结构及其拼接方法。

背景技术：

1、钢结构和钢筋混凝土结构是目前国内外城市建设中最常用的两种结构形式，既有混凝土建筑数量很大，服役期内存在调整使用功能的需求，改变建筑层数是其需求之一。既有混凝土建筑进行钢结构增层，柱的拼接是保证增层后结构安全的重要构造。如何实现可靠地拼接，是发展既有建筑增层过程中需要解决的重要问题。

2、目前钢柱-混凝土框架柱拼接节点的实际应用缺少理论依据，为规避钢柱和混凝土柱的过渡，常采用钢柱直接贯穿下侧混凝土柱，直至基础顶面的构造；上述构造不仅增加了用钢量，使柱脚构造复杂，而且受力性能不合理，对原有建筑结构的破坏较大；本申请提出的用于既有框架结构的增层柱拼接结构及其拼接方法，构造简单，可以有效提高节点处的抗侧刚度，现场以螺栓安装为主，施工速度快，在不破坏既有混凝土建筑的基础上，实现既有建筑增层的效果；同时增层结构在既有建筑调整其使用功能时便于无污染拆除。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了用于既有框架结构的增层柱拼接结构及其拼接方法。

2、一方面，本申请提供了一种用于既有框架结构的增层柱拼接结构，包括：增层柱和拼接组件，所述拼接组件包括连接件、第一贯穿螺栓、第二贯穿螺栓和盖板；其中，所述拼接组件位于梁的下方且与所述梁的下表面抵接，所述连接件的数量为多个，多个所述连接件沿柱的周向围绕所述柱设置，相邻的两个所述连接件固定连接；所述第一贯穿螺栓穿过所述柱且所述第一贯穿螺栓两端分别与所述连接件连接，所述盖板与所述楼板贴合设置，所述第二贯穿螺栓将所述连接件和所述盖板相连接。

3、可选的，所述第二贯穿螺栓穿过楼板和梁且两端分别与所述连接件和所述盖板连接。

4、可选的，所述连接件包括第一围板和第二围板，所述第一围板与所述柱的外表面贴合设置，所述第二围板位于所述第一围板的上端，且与所述第一围板垂直设置，所述第二围板的上表面与所述梁的下表面抵接，且所述第一围板上设有用于与所述第一贯穿螺栓配合的第一连接孔，所述第二围板上设有用于与所述第二贯穿螺栓配合的第二连接孔。

5、可选的，所述连接件的两端均设有第一肋板，所述第一肋板的相邻的两侧分别与所述第一围板和所述第二围板连接，且所述第一肋板上设有第三连接孔，相邻的两个所述连接件通过所述紧固件与所述第三连接孔配合进行固定连接；所述连接件还包括第二肋板，所述第二肋板的相邻的两侧分别与所述第一围板和所述第二围板连接。

6、可选的，所述增层柱的截面为工字形截面或箱形截面，所述工字形截面的增层柱为工字形增层柱，所述箱形截面的增层柱为箱形增层柱。

7、可选的，所述盖板四周加设第三贯穿螺栓，所述第三贯穿螺栓穿过所述盖板和所述楼板。

8、可选的，所述增层柱和所述盖板之间设置工字形短柱或箱形短柱。

9、可选的，所述工字形短柱或所述箱形短柱与盖板之间焊接连接，和/或，

10、所述工字形短柱上设有第六连接孔，所述工字形增层柱上设有第七连接孔；所述工字形短柱和所述工字形增层柱通过连接板连接，所述连接板与所述工字形短柱和所述工字形增层柱的贴合设置，且所述连接板上与所述第六连接孔和所述第七连接孔对应的位置设置第五连接孔。

11、可选的，所述箱形短柱顶端设置所述第一法兰板，所述箱形增层柱的底端设置所述第二法兰板，所述第一法兰板和所述第二法兰板对应贴合设置第四连接孔，并通过第一连接螺栓连接。

12、另一方面，本申请提供了一种用于既有框架结构的增层柱的拼接方法，采用上述任一项的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，包括：

13、预制增层柱和拼接组件，在框架结构的柱、梁和楼板上开设通孔；

14、将多个连接件沿柱的周向首尾相接，组成拼接组件包裹在柱上，相邻的连接件之间固定连接；

15、使用第一贯穿螺栓穿过柱上通孔和所述连接件进行固定；

16、将焊接有增层柱的盖板放置在楼板的上方；

17、使用第二贯穿螺栓将连接件和盖板固定连接。

18、本申请提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

19、本申请中用于既有框架结构的增层柱拼接结构在使用时可有多种实施方式，多种实施方式由实施方式一演化而来。在实施方式一中，多个连接件沿柱的周向围绕柱设置，相邻的两个连接件固定连接，第一贯穿螺栓穿过柱，使连接件和柱连接更牢固，同时起到加固柱的效果，提高节点的抗侧能力；连接件和盖板通过第二贯穿螺栓将柱、梁和楼板连接固定，可以在增层拼接的同时也对楼板进行固定，提高了框架结构的增层拼接时的整体性；本申请所有构件均在工厂预制完成，通过螺栓连接代替现场焊接，便于快速施工，减少了现场焊接带来的风险，同时可以实现在不破坏既有建筑，以及不影响既有建筑使用的前提下，对既有建筑实现增层的效果。

20、本申请中用于既有框架结构的增层柱的拼接方法与现有技术相比具有如下优点：

21、本申请中用于既有框架结构的增层柱的拼接方法在实施时对既有建筑的影响很小，不会对既有建筑造成破坏，可以在保持既有建筑正常使用的条件下进行安装，且在现场以螺栓安装为主，施工速度快，可实现在既有建筑上增层的效果，同时增层结构在后续对既有建筑调整使用功能时，便于无污染拆除；使用该结构进行增层的施工过程可保证结构受力性能，施工过程安全风险小，且在安装过程中，使用的贯穿螺栓可实现节点的稳固安装；同时，可由实施方式一演化出多种实施方式，适用场景更加广泛。

技术特征：

1.一种用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，包括：增层柱（2）和拼接组件（5），所述拼接组件（5）包括连接件（51）、第一贯穿螺栓（52）、第二贯穿螺栓（53）和盖板（56）；

2.如权利要求1所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述第二贯穿螺栓（53）穿过楼板（4）和梁（3）且两端分别与所述连接件（51）和所述盖板（56）连接。

3.如权利要求1所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述连接件（51）包括第一围板（511）和第二围板（512），所述第一围板（511）与所述柱（1）的外表面贴合设置，所述第二围板（512）位于所述第一围板（511）的上端，且与所述第一围板（511）垂直设置，所述第二围板（512）的上表面与所述梁（3）的下表面抵接，且所述第一围板（511）上设有用于与所述第一贯穿螺栓（52）配合的第一连接孔（515），所述第二围板（512）上设有用于与所述第二贯穿螺栓（53）配合的第二连接孔（516）。

4.如权利要求3所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述连接件（51）的两端均设有第一肋板（513），所述第一肋板（513）的相邻的两侧分别与所述第一围板（511）和所述第二围板（512）连接，且所述第一肋板（513）上设有第三连接孔（517），相邻的两个所述连接件（51）通过紧固件（55）与所述第三连接孔（517）配合进行固定连接；所述连接件（51）还包括第二肋板（514），所述第二肋板（514）的相邻的两侧分别与所述第一围板（511）和所述第二围板（512）连接。

5.如权利要求1所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述增层柱（2）的截面为工字形截面或箱形截面，所述工字形截面的增层柱（2）为工字形增层柱（21），所述箱形截面的增层柱（2）为箱形增层柱（22）。

6.如权利要求1所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，在所述盖板（56）四周加设第三贯穿螺栓（54），所述第三贯穿螺栓（54）穿过所述盖板（56）和所述楼板（4）。

7.如权利要求5所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述增层柱（2）和所述盖板（56）之间设置工字形短柱（6）或箱形短柱（8）。

8.如权利要求7所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述工字形短柱（6）或所述箱形短柱（8）与盖板（56）之间焊接连接，和/或，

9.如权利要求7所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，其特征在于，所述箱形短柱（8）顶端设置第一法兰板（71），所述箱形增层柱（22）的底端设置第二法兰板（72），所述第一法兰板（71）和所述第二法兰板（72）对应贴合设置第四连接孔（73），并通过第一连接螺栓（74）连接。

10.一种用于既有框架结构的增层柱的拼接方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的用于既有框架结构的增层柱拼接结构，包括：

技术总结
本申请属于结构工程中的对既有建筑结构加固改造技术领域，具体涉及一种用于既有框架结构的增层柱拼接结构，包括增层柱和拼接组件，拼接组件包括连接件、第一贯穿螺栓、第二贯穿螺栓和盖板；其中，拼接组件位于梁的下方且与梁的下表面抵接，连接件的数量为多个，多个连接件沿柱的周向围绕柱设置，相邻的两个连接件固定连接；第一贯穿螺栓穿过柱且第一贯穿螺栓两端分别与连接件连接，盖板与楼板贴合设置，第二贯穿螺栓将连接件和盖板相连接；同时，本申请基于用于既有框架结构的增层柱拼接结构提出了一种用于既有框架结构的增层柱的拼接方法，该方法以现场螺栓安装为主，施工速度快，可实现在既有建筑上增层的效果，同时便于后续的无污染拆除。

技术研发人员：陈学森,张玉洁,刘学春
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15