專利名稱：對原有建筑結構卸壓或減載并對其變形后加應力或復原的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對原有建筑結構卸壓或減載并對其變形后加應力或復原的方法。
在慣用的結構技術中人們知道多種預應力結構，例如在橋梁工程中廣泛采用的預應力混凝土，在這種結構的混凝土構件內部采用了鋼纜，這些鋼纜在構件制造過程中被張拉和錨固住，從而在混凝土構件內部形成一個內應力系統(tǒng)。
另一種公知的得到預應力結構的方法在墨西哥城公共工程秘書處1963年出版的報告“橋梁結構設計種類”(“EstructurasParaPuentes”)中作了描述，按此報告公開了對下部凸緣為倒V形的鋼梁所采用的方法，在其內部設置了錨固在鋼梁一端的預應力鋼纜，以便向鋼纜施加預應力并以合適的方式錨固在鋼梁的另一端，從而在鋼梁內產(chǎn)生內應力和彈性變形。在制成倒V形的凸緣的空隙內加壓充填水泥砂漿。
在這兩種所描述的情況中，要求為接納預應力鋼纜做準備，這必須在該結構的原始設計時已加以考慮。
本發(fā)明的任務是提供一種在原有建筑結構中允許采用的方法來修理因地震而受到損壞的原有房屋結構。
按照本發(fā)明，對本文開始部分所述的那種方法中采用下述步驟首先對原有建筑結構增設一個外加支撐結構系統(tǒng);其次向此外加支撐結構系統(tǒng)施加一個預荷載，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形;第三至少將外加支撐的結構系統(tǒng)中加荷載而產(chǎn)生彈性變形的部分與原有建筑物結構中準備再后加應力、復形或者要卸壓和/或減截的那一部分以不閉合的方式相連接;最后撤去加在外加支撐結構系統(tǒng)上的預荷載。
本發(fā)明更有利的改進方案是采用框架、梁、拱或者與原有建筑結構相似的結構系統(tǒng)作為外加支撐結構系統(tǒng)。
本發(fā)明可以采用液壓升降機、絞車、系桿(Tirefort)或者靠載重來向支撐結構系統(tǒng)施加預荷載。
本發(fā)明中第三個工藝步驟可以通過焊接、螺栓、混凝土或定縫銷釘來將兩個結構連接起來，以不閉合的方式形成一個整體。
本發(fā)明進一步的改進是可以采用由鋼，鋼筋混凝土或者木材制成的外加支撐結構系統(tǒng)。
此外本發(fā)明的主題包括用本發(fā)明的方法來整修因地震而變危險的房屋結構。
本發(fā)明的主題還包括利用本發(fā)明的方法來減輕原有建筑結構，尤其是其基礎的負載。
與上面描述的慣用技術的區(qū)別在于借助于本發(fā)明的方法允許對原有建筑結構后加應力，而不必在原有結構的設計中考慮這一點。
另外一個原則區(qū)別在于這樣的事實，由于采用了本發(fā)明的方法，原有建筑結構有可能和新的外加支撐結構一起來承受原先的荷載，即該荷載原來僅由原有建筑來承受，而現(xiàn)在采用本發(fā)明的方法后，這些荷載的一部分或者全部能傳遞到增設的外加支撐結構系統(tǒng)上。
與已公知方法的另一個區(qū)別在于，在公知方法中僅僅利用了鋼纜，此鋼纜最好設置在預應力結構內部，且在該結構制造期間和在運行工作之前施加了預應力。而本發(fā)明的方法不限于安裝鋼纜，可對原有建筑結構增設完整的外加支撐結構系統(tǒng)，如框架、梁、拱等。這種裝配允許在建筑物結構建成之后，甚至在其運行工作之后來運行。因此，本發(fā)明的方法能與所有已公知結構系統(tǒng)結合起來使用。本發(fā)明所采用的外加支撐結構系統(tǒng)可以以合適的方式增設在原有的建筑結構上而成一整體，正由于此，這涉及的不再是一種預應力方法，而是對變形的原有建筑結構后加應力或復形或者對原有建筑結構卸壓或減載的方法。這是很普通的。
另一個區(qū)別在于這樣的事實，本發(fā)明的方法適用于各種類型、材料和使用年限的結構。因為人們不僅可以將這種方法用于混凝土結構還可以用于金屬、木材等結構。
再有一個區(qū)別在于這些外加支撐結構系統(tǒng)所采用材料的多樣性，這些材料可以是金屬的、石頭的、木頭的等，還可以包括各種可能的材料組合。
按本發(fā)明，原有建筑結構和外加支撐結構系統(tǒng)之間的連接同樣也不同于已公知的技術。
下面以附圖中所描述的變形的原有建筑物結構為例對本發(fā)明加以說明。


圖1示意地描述了一個現(xiàn)有已變形的建筑結構的框架1，為了更易看清圖中 大地描述了由作用于此結構上的荷重產(chǎn)生的變形。
圖2表示在第一個步驟中對原有的建筑結構增設一個外加的支撐結構系統(tǒng)2圖3描述了第二個工藝步驟，按此步驟，向該外加支撐結構系統(tǒng)預加一個荷載P，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形。
圖4描述了第三個工藝步驟，按此步驟，在保持預加荷載P的條件下，將外加支撐結構系統(tǒng)2上施加預荷載而出現(xiàn)彈性變形的部分2′和要復形的原有建筑物結構以不閉合的方式連接起來、在變形部分2′和要復形的原有建筑物結構1之間的空隙3中充填混凝土，在撤去預荷載P之前使此混凝土硬化。為此混凝土內放置了使其體積穩(wěn)定的添加劑。
圖5表示在第4個工藝步驟中撤去預荷載P后兩個框架的整體結構。這在兩個框架之間形成一個新的平衡狀態(tài)，原有的框架1被后加應力，從原框架結構的復形以及再次達到原框架形狀可以看出這一點。
在大多數(shù)情況下，借助于輔助的緊固件B來將外加的支撐結構2和復形的原建筑結構1連接起來，固定成一個剛性單元。
下面給出實踐中可行的實施例。
實施例1對于一幢遭受高震級地震損壞而變危險以及須卸去其自重一部分的多層城市高樓，在原有的變形建筑物結構中設置了用作外加支撐結構系統(tǒng)的柱和梁。然后在每根梁的中間部位施加預荷載，從而產(chǎn)生向下的彈性變形。在此變形狀態(tài)下，借助于砂漿和穩(wěn)定體積的添加劑，使該外加支撐結構系統(tǒng)的彈性變形部分和要復形的建筑物相連接起來。在連接過程結束之后撤去預荷載，從而該外加的梁向上作用在原有的結構部件上，這樣由原有結構承受的荷載的一部分由新外加的支撐結構來承受。用這種方式，該原有的已變形的高樓建筑結構卸去一部分原先作用在此結構上的荷載。采用本發(fā)明工藝方法所達到的建筑物牢固程度比原先達到的要大，增設了外加支撐結構后，使原有建筑結構的條件得到改善。
實施例2下面對減輕基礎荷載的情況加以說明，向工業(yè)廠房的每個基礎4增設一個外加的支撐結構系統(tǒng)，以便加大位于此工業(yè)廠房內的吊車的承載能力，這也必定要加大基礎的承載能力，該方法由下述步驟組成。
第1個工藝步驟正如從圖6和圖7可看到的那樣，在靠近每個原有基礎4兩側設置4根樁5，使其上端側6超出基礎頂面7。然后如圖8和圖9所示那樣，在每兩個相對設置在基礎4兩側的樁上方各設置一個外加的支撐梁8或9;
第2個工藝步驟正如從圖10、11所看到的那樣，兩個外加的支撐梁8和9上通過垂直的作用的重量P來施加預荷載，因而象所描述的那樣產(chǎn)生向下的彈性變形;
第3個工藝步驟然后，如圖12和圖14所示，兩個彈性變形的外加支撐梁8和9借助于可伸縮的定縫銷釘與基礎4牢固地接合;
第4個工藝步驟然后，如圖13和15可看出的那樣，撤去預荷載P形成一個新的平衡狀態(tài)，原有的基礎將卸去其荷載的一部分，兩者之差由支柱5來承受。
由此兩實施例可看出其與慣用方法的區(qū)別，按照慣用方法樁連接在原先的基礎上，并在此之前移去承載的土，因而樁必須承受原有建筑物結構的全部荷載，這一點在本發(fā)明的實施例中是不一樣的。
權利要求
1.對原有建筑結構卸壓或減載并對其變形后加應力或復原的方法，其特征是具有下述工藝步驟首先對原有建筑結構增設一個外加的支撐結構系統(tǒng)；其次向此外加支撐結構系統(tǒng)施加一個預荷載，使其產(chǎn)生所期望的彈性變形；第三至少將外加支撐結構系統(tǒng)中施加荷載而產(chǎn)生彈性變形的部分與原有建筑物結構中準備后加應力，復形或者要卸壓和/或減載的那一部分以不閉合的方式相連接，最后撤去加在外加支撐結構系統(tǒng)上的預荷載。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是作為外加支撐結構系統(tǒng)采用一種框架、梁、拱或者與原有建筑結構相似的結構系統(tǒng)。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征是該外加支撐結構系統(tǒng)是借助于其載量，液壓升降機、絞車、或系桿(Tirefort)來施加予荷載的。
4.按照權利要求1至3中任何一項權利要求所述的方法，其特征是在第三個步驟中兩個結構之間所進行的不閉合的連接是通過焊接、螺栓、混凝土或定縫銷釘來完成的。
5.按照權利要求1至4中任何一個權利要求所述的方法，其特征是采用由鋼、鋼筋混凝土或者木材制成的外加支撐結構系統(tǒng)。
6.將權利要求1至5中任何一個權利要求所述的方法用來修復由地震而變危險的房屋結構。
7.將權利要求1至5中任何一項權利要求所述的方法用來減輕原有建筑結構，尤其是基礎的荷載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對原有建筑結構卸壓或減載并對其變形后加應力或復原的方法。對原有建筑結構(1)增設一個外加的支撐結構系統(tǒng)(2)然后向外加支撐結構系統(tǒng)(2)的施加預荷載，使其得到所斯望的變形；第三步至少將外加支撐結構系統(tǒng)(2)中受預荷載而彈性變形的部分(2′)與原有建筑物結構(1)要后加應力、變形或者卸壓和/或減載的那一部分以不閉合的方式連接起來；最后撤去施加在外加支撐結構系統(tǒng)的預荷載、外加支撐結構系統(tǒng)(2)對原有建筑物結構(1)后加應力使其變形、并與其一起形成同一的整體結構。
文檔編號E04G23/04GK1043183SQ8910280
公開日1990年6月20日 申請日期1989年4月5日 優(yōu)先權日1985年4月1日
發(fā)明者喬治·奧爾苔蓋·貝特爾安 申請人:喬治·奧爾苔蓋·貝特爾安