本實用新型涉及一種砌體加固體系，特別是一種附加式空間約束高延性加固體系。

背景技術：

現有的許多老舊房屋一般均為砌體結構房屋，通常存在以下參見問題：一、結構抗震問題，其抗震性能較差，存在重大安全隱患，必須進行加固改造。二、居住舒適性的問題，1.居民生活條件差，空間狹?。?.豎向交通無電梯，老人爬樓困難；3、綠化空間小。三、經濟問題，居民收入有限，難以置換新房屋。

結構抗震問題中，目前的常用加固改造技術包括直接加固和間接加固兩種，其中最常用的直接加固辦法為鋼筋混凝土外加層加固法、鋼筋水泥砂漿外加層加固法和增設扶壁柱加固法，間接加固一般為無粘結外包型鋼加固法和預應力撐桿加固法等方式。

鋼筋混凝土外加層加固法存在濕作業(yè)多、對生產和生活有一定的影響、且加固后的建筑物凈空有一定的減小等問題；鋼筋水泥砂漿外加層加固法則存在承載力不高、無法滿足抗震需求的問題；增設扶壁柱加固法與鋼筋水泥砂漿外加層加固法的缺陷類似，也是承載力提高有限、無法滿足抗震需求僅在非震區(qū)使用；間接加固法則現場質量難以控制、工人勞動強度大、對居民干擾比較大。

并且，生活空間狹小、豎向交通不便、綠化較少等相關問題即居住舒適性和經濟問題則以往的加固改造方案并考慮到。

因此如何找到一種在現有房屋改造工程中，適當增加空間使用面積、提升空間使用品質、適當增加綠化面積，同時保證抗震性能、對居民干擾少的新型砌體加固改造結構體系成為新的研究方向。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種空間約束高延性砌體加固體系，要解決現有砌體結構房屋現有的加固方法中存在的抗震性能無法保證，對居民干擾大的技術問題，還要解決目前的加固改造方案沒有考慮生活空間狹小、豎向交通不便、綠化較少等住宅舒適性的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種附加式空間約束高延性砌體改造結構，包括原基礎、原屋面梁板、原砌體外墻、原標準層梁板、圍繞原砌體外墻設置的附加基礎、以及立于附加基礎上、與原砌體外墻連接的附加空間框架，所述原基礎與附加基礎固定連接，所述附加空間框架包括內附加柱、外附加柱、各層內附加水平構件和各層附加梁板，所述附加空間框架內連接有至少一個抗側力構件，使附加空間框架與抗側力構件形成抗側力結構；

所述內附加柱緊貼原砌體外墻的外側表面設置、與原砌體外墻連接為一體；所述外附加柱位于內附加柱的外側設置；所述內附加水平構件的兩端連接在相鄰的內附加柱的柱身之間；所述附加梁板連接于相鄰的外附加柱之間；各層內附加水平構件以及各層附加梁板的設置位置均與各層原標準層梁板的位置在同一高度并與其外側連接；

頂層附加水平構件以及頂層附加梁板的設置位置與原屋面梁板的位置相對應，頂層附加水平構件的內側與原屋面梁板的四周外側連接。

各層附加梁板均包括外附加梁、連接內附加柱與外附加柱的連梁以及鋪設連接于外附加梁、連梁以及位于同一層的內附加水平構件上的附加板。

所述原屋面梁板為預制樓板，所述原屋面梁板的上側連接附加鋼筋混凝土樓板，附加鋼筋混凝土樓板與原屋面梁板復合連接為一體，所述附加鋼筋混凝土樓板的四周與內附加柱和/或內附加水平構件連接。

所述內附加柱和外附加柱的柱身均向上延伸，沿兩者柱身延長部連接有至少一層新梁板，延長部的柱頂連接有至少一層新樓面或新屋面。

所述新屋面上施工有屋頂綠化層和/或太陽能熱水系統(tǒng)。

原砌體房屋各層樓梯間休息平臺處的外側設有豎向的電梯，該電梯與附加空間框架連接。

所述內附加柱和外附加柱為鋼筋混凝土柱、鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼管鋼筋混凝土柱或鋼骨鋼筋混凝土柱，所述鋼骨鋼筋混凝土柱中的鋼骨是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述鋼筋混凝土柱為現澆柱或預制柱。

所述內附加水平構件為鋼筋混凝土構件、鋼構件、鋼管混凝土構件、鋼管鋼筋混凝土構件、鋼骨鋼筋混凝土構件，所述鋼骨鋼筋混凝土構件中的鋼骨是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述鋼筋混凝土構件為現澆構件或預制構件。

所述內附加柱與原砌體外墻通過水泥漿層、水泥砂漿層、混凝土層、粘結劑、栓釘、植筋或膨脹螺栓連接為一體。

所述內附加水平構件與內附加柱之間、外梁與外附加柱之間、連梁與內附加柱以及連梁與外內附加柱之間的節(jié)點連接為鋼結構連接時采用栓接或焊接的形式，節(jié)點連接為混凝土連接時采用節(jié)點處填充有現澆鋼筋混凝土或現澆鋼筋水泥砂漿連接的形式。

所述內附加水平構件與原屋面梁板、原標準層梁板之間通過墊片、膠劑、栓釘、植筋或膨脹螺栓連接為一體。

所述原標準層梁板為預制板，在原砌體外墻內增設鋼拉桿，該鋼拉桿的兩端與內附加柱連接為一體。

所述抗側力構件為抗側力斜撐或抗側力墻，所述抗側力斜撐與原砌體結構無連接，其兩端分別栓接或者焊接在斜向相對的兩個附加空間框架的連接節(jié)點之間，所述抗側力斜撐為為普通鋼支撐或耗能支撐，所述普通鋼支撐為勁性鋼支撐、內填充混凝土或者鋼筋混凝土的鋼管支撐，所述勁性鋼支撐包括鋼芯和外包層，所述鋼芯是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述外包層是預制鋼筋混凝土層、預制混凝土層或預制水泥砂漿層，，所述抗側力墻與原砌體結構無連接，其四周連接在柱間和/或梁間，所述抗側力墻為預制鋼筋混凝土墻、現澆鋼筋混凝土墻、鋼板墻、約束鋼板墻或者上述的組合。

所述附加基礎為砌體基礎、鋼筋混凝土基礎或樁基礎，其中鋼筋混凝土基礎為獨立基礎、筏板基礎、或者梁式基礎，相鄰的基礎之間可以設有基礎拉梁。

與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果：

本實用新型中，內附加鋼柱和外附加鋼柱可以有效承擔新增加的自重荷載和地震引起的荷載，提升了原砌體的豎向承載力；內附加鋼柱、外附加鋼柱、附加水平鋼構件和附加梁板形成附加鋼框架，附加鋼框架與原砌體墻和樓板連接為一體，附加鋼框架與抗側力構件組成附加的支撐框架，提升原砌體結構的整體性；抗側力構件與附加鋼框架連接但是不連接原砌體外墻，剛度較大，同時可以獨立變形，可以起到第一道耗能的作用。原標準層樓板處的內附加水平鋼構件把樓板及其鄰近的砌體墻宛如木桶的鐵箍一樣約束為整體，進一步提高提升原砌體結構的整體性。原屋面梁板處的頂層內附加水平鋼構件和鋼拉桿則可進一步提升原砌體結構的整體性。

本實用新型的附加鋼框架施工時在原砌體結構的外側進行，可提升施工質量，不影響居民的正常生活。

本實用新型解決了現有的舊屋改造中無法解決的居住舒適性的問題，外附加鋼柱和附加梁板處增設附加板增大了陽臺的面積；同時還可以在原屋頂的上方增加至少一層新梁板以及新屋面，提升了生活品質，屋頂可以設置為屋頂花園，增加綠化空間；還可以在附加鋼框架上、對抗震性能提升、減少對居民的干擾、增加使用面積和空間品質有特殊的效果。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1是實施例一的標準層平面結構示意圖。

圖2是實施例一的立面結構示意圖。

圖3是實施例二的屋頂平面分層結構示意圖。

圖4是實施例二的立面結構示意圖。

圖5是鋼拉桿的結構示意圖。

圖6是抗側力構件焊接結構示意圖。

圖7是抗側力構件栓接結構示意圖。

圖8是原砌體外墻和內附加柱之間通過膠劑連接的結構示意圖。

圖9是原砌體外墻和內附加柱之間通過栓釘連接的結構示意圖。

圖10是原砌體外墻和內附加柱之間通過膠劑和栓釘同時連接的結構示意圖。

圖11是內附加水平鋼件與內附加柱之間焊接連接的結構示意圖。

圖12是內附加水平鋼件與內附加柱之間栓接連接的結構示意圖。

圖13是附加鋼筋混凝土樓板與原屋面板通過膠劑連接。

圖14是附加鋼筋混凝土樓板與原屋面板通過栓釘連接。

圖15是附加基礎與原基礎連接的結構示意圖。

圖16是另一種附加基礎與原基礎連接的結構示意圖。

附圖標記：1－原屋面梁板、2－原砌體外墻、3－原標準層梁板、4－附加基礎、5－內附加柱、6－內附加水平構件、6.1－頂層內附加水平構件、7－抗側力構件、8－構造柱、9－附加鋼筋混凝土樓板、10－外附加柱、11－外附加梁、12－連梁、13－附加板、14－砂漿、15－新屋面、16－電梯、17－原基礎、18－鋼拉桿、19－膠劑、20－栓釘、21－連接板、22－螺栓、23－屋頂綠化層、24－太陽能熱水系統(tǒng)。

具體實施方式

實施例一參見圖1-2所示，一種附加式空間約束高延性砌體改造結構，包括原屋面梁板1、原砌體外墻2、原標準層梁板3、圍繞原砌體外墻2設置的附加基礎4、以及立于附加基礎4上、與原砌體外墻連接的附加空間框架，所述附加空間框架包括內附加柱5、外附加柱10、各層內附加水平構件6和各層附加梁板，所述附加空間框架內連接有至少一個抗側力構件7，所述抗側力構件7為抗側力斜撐，抗側力斜撐的兩端分別連接在斜向相對的兩個附加空間框架的連接節(jié)點之間；

所述內附加柱5緊貼原砌體外墻2的外側表面設置、與原砌體外墻2連接為一體；所述外附加柱10位于內附加柱5的外側設置；所述內附加水平構件6的兩端連接在相鄰的內附加柱5的柱身之間；所述附加梁板連接于相鄰的外附加柱10之間；各層內附加水平構件6以及各層附加梁板的設置位置均與各層原標準層梁板3的位置在同一高度并與其外側連接。

參見圖1所示，若原砌體外墻2內設有構造柱8，則所述附加鋼柱5的位置與構造柱的位置相對應設置。

頂層附加水平構件6.1以及頂層附加梁板的設置位置與原屋面梁板1的位置相對應，頂層附加水平構件6.1的內側與原屋面梁板1的四周外側連接。

各層附加梁板均包括外附加梁11、連接內附加柱5與外附加柱10的連梁12以及鋪設連接于外附加梁11、連梁12以及位于同一層的內附加水平構件6上的附加板13。外附加梁11的兩端搭在外附加柱10上。

所述內附加柱和外附加柱為鋼筋混凝土柱、鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼管鋼筋混凝土柱或鋼骨鋼筋混凝土柱，所述鋼骨鋼筋混凝土柱中的鋼骨是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述鋼筋混凝土柱為現澆柱或預制柱。所述內附加水平構件為鋼筋混凝土構件、鋼構件、鋼管混凝土構件、鋼管鋼筋混凝土構件、鋼骨鋼筋混凝土構件，所述鋼骨鋼筋混凝土構件中的鋼骨是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述鋼筋混凝土構件為現澆構件或預制構件。

所述內附加柱與原砌體外墻通過水泥漿層、水泥砂漿層、混凝土層、粘結劑、栓釘、植筋或膨脹螺栓連接為一體。

參見圖8-10所示，圖8為通過膠劑19連接，圖9為通過栓釘20連接，圖10為同時通過膠劑和栓釘連接。

所述內附加水平構件與內附加柱之間、外梁與外附加柱之間、連梁與內附加柱以及連梁與外內附加柱之間的節(jié)點連接為鋼結構連接時采用栓接或焊接的形式，節(jié)點連接為混凝土連接時采用節(jié)點處填充有現澆鋼筋混凝土或現澆鋼筋水泥砂漿連接的形式。

參見圖11-12所示，圖11為內附加水平構件6與內附加柱5之間焊接連接，圖12為附加水平構件6與附加柱5之間通過連接板21和螺栓22的栓接。

所述內附加水平構件與原屋面梁板、原標準層梁板之間通過墊片、膠劑、栓釘、植筋或膨脹螺栓連接為一體。

所述抗側力構件7為抗側力斜撐或抗側力墻，所述抗側力斜撐與原砌體結構無連接，其兩端分別栓接或者焊接在斜向相對的兩個附加空間框架的連接節(jié)點之間，所述抗側力斜撐為普通鋼支撐或耗能支撐，所述普通鋼支撐為勁性鋼支撐、內填充混凝土或者鋼筋混凝土的鋼管支撐，所述勁性鋼支撐包括鋼芯和外包層，所述鋼芯是焊接或軋制的工字鋼、槽鋼或角鋼，所述外包層是預制鋼筋混凝土層、預制混凝土層或預制水泥砂漿層，所述抗側力墻與原砌體結構無連接，其四周連接在柱間和/或梁間，所述抗側力墻為預制鋼筋混凝土墻、現澆鋼筋混凝土墻、鋼板墻、約束鋼板墻或者上述的組合。本實施例中設置兩層抗側力斜撐，采取耗能支撐，參見圖6-7所示，圖6為焊接，圖7為栓接。

所述附加基礎為砌體基礎、鋼筋混凝土基礎或樁基礎，其中鋼筋混凝土基礎為獨立基礎、筏板基礎、或者梁式基礎，相鄰的基礎之間設有基礎拉梁。

參見圖15-16所述，內附加柱5的底部通過底板和錨栓與附加基礎4連接，附加基礎4與原基礎17之間通過砂、砂漿或混凝土填實。其中圖15中附加基礎4為鋼筋混凝土獨立基礎，圖16附加基礎4為樁基礎，填實均采用砂漿14。

原砌體房屋各層樓梯間休息平臺處的外側設有豎向的電梯16，該電梯與附加空間框架連接。

實施例二參見圖3-4所示，實施例二是在實施例一的基礎上，當所述原屋面梁板1為預制樓板時，所述原屋面梁板的上側增加連接附加鋼筋混凝土樓板9，附加鋼筋混凝土樓板9與原屋面梁板1復合連接為一體，所述附加鋼筋混凝土樓板9的四周與內附加柱5和內附加水平構件6連接。

例如附加鋼筋混凝土樓板9的四周邊部蓋于內附加柱5的柱頂并與其固定連接，內附加水平鋼構件6的上側也與附加鋼筋混凝土樓板9的四周邊部固定連接。

參見圖13-14所示，圖13為附加鋼筋混凝土樓板9與原屋面梁板1通過膠劑19連接，圖14為附加鋼筋混凝土樓板9與原屋面梁板1通過栓釘20連接。

同時，所述內附加柱5和外附加柱10的柱身還均向上延伸，延長部的柱頂連接有至少一層新樓面或新屋面15。本實施例中，延長部的柱頂連接有新屋面15，所述新屋面15上施工有屋頂綠化層23和太陽能熱水系統(tǒng)24。還可以在附加鋼筋混凝土樓板9之上再增設至少一層梁板結構，使該梁板結構與內附加柱5和外附加柱10的柱身延長部形成框架結構。

圖3中，新屋面15只示意了內附加柱5以內的部分，覆蓋頂層的附加板13的部分并未顯示。

參見圖5所示，在其它實施例中，若原標準層梁板為預制板，則需要在原砌體外墻內增設鋼拉桿10，該鋼拉桿的兩端與內附加柱連接為一體。

以實施例二的附加式空間約束高延性砌體改造結構的施工方法為例，施工步驟如下：

步驟一，在原砌體結構房屋的外圍施工附加基礎4，并將附加基礎4與原基礎17連接。

步驟二，所述內附加柱5包括首層內附加柱和標準節(jié)內柱，在附加基礎4上固定首層內附加柱和首層外附加柱的柱底，將首層內附加柱的柱身緊貼原砌體外墻2并與其固定連接；

步驟三，在首層內附加柱的頂部之間連接內附加水平構件6，并把內附加水平構件6與原標準層梁板3或者外圈梁固定連接，所述外附加柱10包括首層外附加柱和標準節(jié)外柱，在首層外附加柱的頂部之間連接附加梁板；

步驟四，在首層內附加柱上連接標準節(jié)內柱，并將標準節(jié)內柱的柱身緊貼原砌體外墻2與其固定連接，在首層外附加柱上連接標準節(jié)外柱；

步驟五，在標準節(jié)內柱頂部之間連接內附加水平構件6，并把內附加水平構件6與原標準層樓板3或者外圈梁固定連接，在標準節(jié)外柱的頂部繼續(xù)連接附加梁板；

步驟六，循環(huán)上述施工步驟，直至施工到頂層附加水平構件6.1和頂層附加梁板，并把頂層附加水平構件6.1與原屋面板1固定連接；

步驟七，在各層樓梯間休息平臺處的外側、附加空間框架上連接電梯16；

步驟八，在原屋面梁板1的上側澆筑附加鋼筋混凝土樓板9，覆蓋并養(yǎng)護至預定強度，附加鋼筋混凝土樓板9的四周邊部蓋于內附加柱5的柱頂并與其固定連接，或者與內附加水平構件6的內側固定連接。

步驟九，將附加柱5和外附加柱10的柱身均向上延伸，沿兩者柱身延長部連接至少一層新梁板，延長部的柱頂連接新屋面，并在新屋面上施工屋頂綠化層和/或太陽能熱水系統(tǒng)。

步驟十，在斜向相對的兩個附加空間框架的連接節(jié)點之間施工抗側力斜撐，將三者連接為一體；

所述步驟一中，還可以在相鄰的附加基礎4之間施工基礎拉梁。

所述步驟五之后，還可以在原砌體外墻內增設鋼拉桿，該鋼拉桿的兩端與內附加柱連接為一體。

本實用新型中，內附加柱5、內附加水平構件6、頂層附加水平構件6.1、外附加柱10、附加梁板、頂層附加梁板和抗側力構件為預制構件時，在步驟一前把所有預制構件在工廠加工后運送至現場，所述內附加柱5、內附加水平構件6、頂層附加水平構件6.1、外附加柱10、附加梁板和頂層附加梁板為現澆構件時，在各個步驟中隨層現場澆筑施工。