專利名稱：既有建筑抗震增高結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種既有建筑抗震增高結構，特別涉及于一種具有抗震特性的在原低矮樓房上空增高的結構。
背景技術：
既有建筑抗震增高結構是目前城市建設出現(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問題出現(xiàn)了。而且已經(jīng)有不少地區(qū)進行了在原結構上增高。原建筑物的結構承載能力，是根據(jù)原有的荷載設計的，如果所加層的重量仍然依靠原結構，從結構的受力分析顯然是不行的。在原結構上加層，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害是十分巨大的，其災害主要表現(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，因而只有走原建筑物成倍增高的出路，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。本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有低矮樓房增高結構中存在的不足之處，根據(jù)結構動力平衡理論，提出一種抗震柔性空間建筑與空間房產(chǎn)增高結構。

發(fā)明內(nèi)容
本既有建筑抗震增高結構的技術方案是它主要由原低矮樓房、增高結構、隔震減震裝置和聯(lián)結裝置構成，其特征在于1)在增高結構的上部建筑與其基礎之間、增高結構的各個剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在增高結構的基礎外圍設置隔震減震裝置；2)在增高結構與原低矮樓房之間設置聯(lián)結裝置；3)在增高結構跨越原低矮樓房上方或在每層層高處設有承重大梁；4)在增高結構跨越30米以上原低矮建筑時，增高結構的承重大梁應分為兩端是雙曲拱承重梁和分離并連接的鋼結構(或鋼筋混凝土)承重梁之組合承重大梁。設置在上部建筑與其基礎之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層或復合材料的夾層墊板，所述墊層板可連續(xù)或間隔放置。所述隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合層，或高強度聚四氟乙烯滑動復合支座板。設置于增高結構各個剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合層，或復合材料制成的墊板，所述墊層板可連續(xù)放置或間隔放置。設置于增高結構各個剛性區(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機構。設置于增高結構的基礎外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。設置于增高結構的基礎外圍的隔震減震裝置為用磚、石或混凝土砌成的隔震減震溝，并在兩溝壁之間填充有彈性消能材料或可壓縮的廢料。設置于增高結構與低矮樓房之間的聯(lián)結裝置為可豎直滑動的鉸接機構。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，所述在增高結構跨越30米以上原低矮建筑時，增高結構的承重大梁應分為兩端是雙曲拱承重梁和分離并連接的鋼結構(或鋼筋混凝土)承重梁之組合承重大梁。本既有建筑抗震增高結構，不僅在結構上大大提高建筑物抵抗地震災害的能力， 大大延長了原有建筑物使用壽命，而且還降低20%左右的工程投資。加高建筑比拆除原有建筑物重新修建要節(jié)省投資30% -60%左右。


為進一步說明本既有建筑抗震增高結構的具體構造，將參照附圖和實施例進行具體描述。其附圖原有圖1-3分別為設有隔震減震裝置的原低矮樓房增高的抗震結構圖；圖5-8分別為圖1-3中所示抗震結構中大跨度承重大梁示意圖。在圖1-8中1增高抗震結構；2隔震減震墊層；3隔震減震溝；4彈性消能填料；5 隔震減震彈性恢復機構；6豎直滑動減震機構；7樁基；8原低矮樓房；9承重大梁；10抗震結構立柱；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；16兩端承重雙曲拱大梁；17中間鋼結構(或鋼筋混凝土)承重大梁； 18基礎(樁基礎)；A、B、C分別為增高結構的各個剛性區(qū)段。本既有建筑抗震增高結構基于以下兩個方面第一方面本結構提出的隔震減震設計是指將原有建筑物由原現(xiàn)行設計規(guī)范所確立的整體結構設計體系，改變?yōu)榉蛛x式結構體系，即(1)將建筑物首先在上部結構與基礎分開來，在高層建筑的上部結構中也分離成多個重疊的剛性區(qū)段。在上部結構與基礎分離處，以及高層建筑上部結構的分離處，安裝隔震減震材料或裝置，其材料可以選用橡膠墊、橡塑墊或復合材料等其它材料。(2)在(1)的基礎上，在建筑物四周一定距離內(nèi)地面以下基礎地面以上，或基礎設有隔震減震裝置(材料)的位置以上，設立完全隔斷地震波沖擊建筑物的隔震減震坑 (溝)。隔震減震坑可以設計成鋼筋混凝土結構(構件)，也可以用其它彈性材料或其它復合材料。在隔震減震坑中設置彈性消能裝置，其彈性消能裝置可以是密封式彈簧或其它彈性材料等。在高層建筑上部結構的隔震減震設計中，設計安裝彈性減震恢復裝置，其彈性減震裝置可以用彈簧、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上，才能解決現(xiàn)有使用中新舊建筑物的成倍增高。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的設計，而盲目加高的話，并將留下地震爆發(fā)時，原建筑物與增高新結構(構件)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。本發(fā)明提出的在采用了隔震減震安全設計的基礎上，采用橋梁結構與減震結構之組合特殊結構(構件)將原建筑成倍增高。其方法是在原建筑物四周設立與原建筑物分離的承重立柱，承重立柱下設計承重基礎，其基礎可以是樁基或條形基礎，在基礎中設隔震減震材料或裝置。其隔震減震裝置可以是橡膠墊、橡塑墊或其它復合材料多層重疊制成，在用多層復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摩擦力的材料，其作用在于更好的滑動減震。在原建筑物四周設立的立柱沿原建筑物上去，并超過原有建筑高度以上，至所需增高的高度為止。承重立柱與原建筑物每層的層高處設置可以豎直滑動的滑動聯(lián)結裝置，滑動聯(lián)結裝置將加高承重立柱與原建筑物連接起來， 其作用在于地震爆發(fā)時，增高結構(構件)與原建筑物互相加大穩(wěn)定和震動同步的效果，保證增高整體結構的安全。在增高承重立柱超過原建筑物的上空部位，按所需要的增高樓層的每層層高處設置承重大梁，并與增高承立柱整體連接起來，形成如圖4所示的原有建筑與新增高建筑為一體的新建筑物。增高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，不壓在原建筑物上，保證原建筑物的安全使用。加高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，在遇上原有建筑物跨度較大，而迫使增高承重大梁的跨度更大，現(xiàn)行結構設計無法解決，用鋼結構投資又十分巨大的情況下，采用橋梁結構與減震結構相結合的新型特殊結構解決大跨度承重大梁的設計，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所示其承重大梁在需要跨越30米以上原建筑時的形式是兩端為雙曲拱承重梁，與中間是鋼結構梁(或鋼筋混凝土梁)的組合承重大梁，如圖8所示。
具體實施例方式實施例如圖1-3所示的抗震增高結構，它由低矮樓房8和增高結構1構成，抗震剛柔性空間建筑與空間房產(chǎn)增高結構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18之間分別設有隔震減震裝置2，跨越低矮樓房8的增高結構1的剛性區(qū)段C為承重大梁9、立柱10和立柱10間的橫梁11構成的框架，在立柱10及基礎16外側設置有隔震減震坑3，在鋼筋混凝土坑壁之間填有易壓縮建筑材料或廢料4。所述隔震減震裝置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13。承重大梁采用圖8所示的兩端為雙曲拱梁16，中間為鋼結構(或鋼筋混凝土)梁17，并緊密連接的組合承重大梁和樁基礎18。
權利要求
1.一種既有建筑抗震增高結構，它主要由原低矮樓房、增高結構、隔震減震裝置和聯(lián)結裝置構成，其特征在于1)在增高結構的上部建筑與其基礎之間，在增高結構的各個剛性區(qū)段的水平方向和豎直方向之間或在增高結構的基礎外圍設置隔震減震裝置；2)在增高結構與原低矮樓房之間設置聯(lián)結裝置；3)在增高結構跨越原低矮樓房上方或在每層層高處設有承重大梁。
2.如權利要求1所述的結構，其特征在于設置在上部建筑與其基礎之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合墊層或復合材料的夾層墊板，所述墊層可連續(xù)或間隔放置。
3.如權利要求1或2所述的結構，其特征在于所述隔震減震裝置為橡膠或橡塑疊合層， 或高強度聚四氟乙烯滑動復合支座板。
4.如權利要求1所述的結構，其特征在于設置于增高結構各個剛性區(qū)段水平方向之間的隔震減震裝置為可滑動的彈性疊合層，或復合材料制成的墊板，所述墊層板可連續(xù)放置或間隔放置。
5.如權利要求1所述的結構，其特征在于設置于增高結構各個剛性區(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機構。
6.如權利要求1所述的結構，其特征在于設置于增高結構的基礎外圍的隔震減震裝置為隔震減震溝。
7.如權利要求1或6所述的結構，其特征在于設置于增高結構的基礎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.如權利要求1所述的結構，其特征在于設置于增高結構與低矮樓房之間的聯(lián)結裝置為可豎直滑動的鉸接機構。
9.如權利要求1所述的結構，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。
10.如權利要求1所述的結構，其特征在于所述承重大梁兩端為雙曲拱、中間為分離并連接的鋼結構(或鋼筋混凝土)承重大梁。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種建筑節(jié)能減排既有建筑抗震增高結構，它主要由原低矮樓房、增高結構、隔震減震裝置和聯(lián)結裝置構成，在增高結構的上部建筑與其基礎之間或上部建筑的各個剛性區(qū)段之間的水平方向或豎直方向上設置有隔震減震裝置，在增高結構和原低矮樓房之間設置有聯(lián)結裝置，并在增高結構跨越低矮樓房上方設有承重大梁。本抗震空間建筑與空間房產(chǎn)增高結構的主要優(yōu)點在于，不僅提高了原低矮建筑物的抗震能力，而且保護原低矮樓房繼續(xù)使用情況下，成倍增高，比大拆重建可節(jié)省投資30％-60％。
文檔編號E04B1/98GK102296833SQ20111013641
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權日2011年5月25日
發(fā)明者陸建衡 申請人:陸建衡