本發明涉及一種建筑器械及用法,特別是涉及一種能在施工現場或振動棒廠將傳統施工常用的只有1個粗徑的振動棒改制成具有3個細徑振搗工具,比第二代振搗工具更輕便、是遇強震能巨幅減災降損有效振搗覆蓋范圍更大的第三代振搗工具,是讓建筑超圖示抗震的系列易耐震施工器械及用法。
背景技術:
中國是世界上地震活動強烈和地震災害嚴重的國家之一,統計表明世界上約35%的7級以上大陸地震發生在我國;當傳統建筑突遇地震自然災害時,樓房為啥不堪一擊就讓倒塌的建筑給人類帶來了慘痛的生命和財產損失?想獲取施工建筑如何應對自然地震的試驗樓案例數據難、要獲取耐震施工建筑如何全面應對突發強地震的試驗樓案例數據就更難。
(一)、發明人16年前用第一代細徑振搗工具耐震施工,按7度抗震設防施工圖修的磚混結構住宅抗倒塌試驗樓,已竣工住人幾年的兩局干休所地處都江堰市青城路,2008年汶川5.12特大8級11烈度地震的劇烈沖擊讓地震災區范圍至4個省、1個直轄市、1個自治區的房屋破壞嚴重達到5.19386億m2;卻讓拋棄了傳統施工的一些陋習創出系列易耐震施工增強方法建造、只用了系列易耐震施工增強方法之一的第一代細徑振搗工具密實振搗各梁柱連接節點的混凝土而提升了構件強度、疊加系列易耐震施工增強方法之二提升砌磚墻所用自拌砂漿強度、疊加系列易耐震施工增強方法之三增加自拌混凝土強度、疊加系列易耐震施工增強方法之四讓粗糙的矸磚承重墻物理質變后將超過圖示抗震烈度耐地震,試驗樓8年前突遇汶川強地震時卻讓全部業主無一人傷亡,只有微小的一點家具摔壞損失的3幢6層樓房至今仍然挺立如初,讓本發明人共用4種系列易耐震施工增強方法應對突發地震能巨幅減災降損的夢想已經實現。
(二)、分析導致樓房建筑倒塌的主要原因有兩個:一是突然發生地震的實際烈度高于建筑圖示的抗震設防烈度太多,二是高層建筑的剪力墻節點、框架疊加剪力墻結構的節點、多層建筑磚混結構的梁柱連接節點的實際強度等,都是因為傳統施工的振搗工具不合理,讓工人們在無奈時的違規施工才造成混凝土構件受力移位變形,人為地降低了建筑的實際強度,多數建筑竣工時根本無法讓整幢建筑的梁柱連接節點完全達到圖示標注應達的強度,當整幢建筑突遇地震或臺風等自然災害沖擊時,倒塌破壞就從各部位的梁柱連接節點處蔓延致整幢建筑;世人想要解決第一個建筑倒塌的原因,如無止境地提高建筑抗震設防烈度的標準來應對突發地震?各個國家與個人的財力一時還無法能承受,此辦法不現實。
(三)、人類要根除解決第二個建筑倒塌的原因,需要讓高層建筑和多層建筑的梁柱連接節點處混凝土的實際強度達到或超越圖示標注應達的強度,根據試驗樓實例的耐震數據分析應該完全能行;只要將傳統粗徑振動棒改制成左、中、右有3個細直徑振搗空芯管體的第三代振搗工具,對高層建筑剪力墻結構的梁與剪力墻的連接節點、框架與剪力墻結構的梁柱墻連接節點、多層建筑磚混結構的梁柱連接節點的混凝土振搗密實就行,促使耐震施工建筑的指導意愿是;寧可萬日不震、不可一日不防;發明人震前8年用第一代自改振搗工具疊加易耐震施工增強方法按7度抗震設防、多層磚混結構的住宅施工圖,在離汶川8級震中---牛眠溝口只有十幾公里距離的都江堰市修建的3幢耐震施工抗倒塌的試驗樓案例的耐震數據分析表明;(煤矸石標磚)磚混結構的住宅試驗樓突遇大震時其綜合疊加效應增強超過圖示3個烈度以上的耐震能力,讓3幢抗倒塌試驗樓不裂不倒其業主人員毫無傷亡只有微小的一點家具損失。
(四)、汶川突發8級11度的大地震,是因印度洋板塊向北運動,擠壓歐亞板塊,造成青藏高原的隆升而導致的突發地震,這次地震釋放出巨大的能量以地震彈性波的形式傳遍中國大陸乃至海外,地震波引起強烈地面震動造成大量房屋倒塌致使數萬人死亡、失蹤而罹難;人類針對建筑抗震設防的主要目的是,小震不壞、中震可修、大震不倒;所以抗震設防只是針對傳統建筑各關鍵節點的部位局部相應加強建筑抗震設計;2016年6月1日起,第五代中國地震動參數區劃圖發布,標志著《中國地震動參數區劃圖》正式開始實施;能不增資金,提升建筑整體耐震強度讓華夏普通建筑都能遇大震不倒的系列耐震施工猶顯重要。
(五)、要達到提前應對突發地震、臺風的目的;工具創新不可少,工具創新將導致質量創新,工具創新必然讓傳統建筑結構獲得異常的抗震強度;建筑施工圖都具有結構抗倒塌安全儲備充足的系數;保證建筑結構抗倒塌的安全儲備強度能力不僅與結構設計規范、抗震設防烈度、施工設備(工具)、場地地震風險、臺風風級等因素有關,還與建筑連接節點的精心施工措施、施工質量和方法密切相連;鋼筋混凝土作為一種新的施工材料,人們對它還沒有實現全面的認識,由于普通混凝土的低延性特點,在突發地震、臺風中建筑結構的破壞多發生于梁與各個支座構件(柱、墻等)的交匯點(梁柱連接節點處)。
(六)、因為現在建材市場的免振搗自密實混凝土售價要貴一些,超過需要振搗的普通混凝土價格要貴上百分之幾十,價格確定了(甲方)投資商對絕大多數傳統建筑選擇相比價低、僅需振搗的普通混凝土使用;而傳統建筑施工隊的工人每次用粗徑的振動棒振搗梁柱連接節點鋼筋密集處的普通混凝土時,操作人員都面臨著:梁柱連接節點處梁面層多根鋼筋之間的振搗空隙太小,傳統施工購買所用的粗徑振動棒無法按《施工規范》的要求正常地插入梁柱連接節點鋼筋密集處振搗密實普通混凝土確保圖示要求的施工強度。
(七)、術業有專攻;不少(甲方)投資商在決策時根本沒想到;由于施工隊從市面購買經常使用的傳統粗徑振動棒大于施工圖示或實際振搗空隙,施工人員在沒辦法的情況下只能違規撬開移動梁節點處鋼筋后再振搗混凝土的操作中;無法避免鋼筋錯位后導致受力變形無意中就讓梁、柱、墻的節點強度下降,將抵消已經花費抗震設防投資設計并已加強的部份梁柱連接節點處原充足的抗倒塌安全儲備耐震或抗風災的強度,將讓建筑留下偶遇突發地震或臺風等自然災害時,潛藏的損失隱患隨時都可能給人類生命財產帶來巨大的損失;部份(甲方)投資商為了降低造價成本,很多不愿選擇價格貴一點的免振搗自密實混凝土使用,去防止因為施工人員操作違規、違法、人為非主觀故意將造成建筑整體強度下降的質量通病隱患。
(八)、多年以來,粗徑的振動棒不易順利振搗梁柱連接節點鋼筋密集處的普通混凝土,因節點處梁中部的鋼筋不容易撬動,經常會卡住傳統粗徑振動棒,造成梁柱連接節點處局部出現漏振混凝土的現象十分普遍;其漏振混凝土將讓梁柱連接節點局部出現嚴重的蜂窩麻面、伴有氣泡空隙的構件,空隙又減少了混凝土與鋼筋的握裹力;直接降低了建筑設計構件原本應該具備有能抵御相應烈度突發地震或風災的抗倒塌安全儲備強度----間接地又降低了該建筑的整體抗震能力。
(九)、以梁寬240mm、梁高800mm的框架梁為例,計算梁柱連接節點鋼筋密集處的梁筋綁扎后,僅余的振搗空隙距離;施工圖設計是根據建筑結構倒塌安全儲備的強度系數、各構件所承擔的最大組合荷載等,分別計算后再配筋;一般梁端與柱連接節點處箍筋都將加強抗震設計,在計算出箍筋加密區后在梁端2箍筋@100mm之間會再增設一個箍筋,加強節點的抗剪能力使梁端3個箍筋@50mm;與柱交匯點相距50mm的梁端面層一般還設計有2根從梁底主筋斜彎上梁端(節點)面層并伸入柱內錨固的梁底受力鋼筋,加上梁面層兩邊的架立筋后,梁兩端(節點)面層第一排至少達到4根鋼筋;如果梁底部第一排鋼筋不能滿足梁底跨中彎矩計算所需數量,施工圖將設計配置梁底部第二排鋼筋以滿足設計需求,梁兩端還設計有框架柱筋彎曲90度后再伸入梁中與之連接的框架柱筋。
(十)、梁鋼筋的振搗空隙理論計算距離:梁兩端面層的第一排4根25mm鋼筋占用100mm、梁邊兩側混凝土保護層每邊25mm共占用50mm、剩余90mm/3個空隙=節點處兩根鋼筋間振搗空隙僅余30mm,每個理論振搗空隙計算式:(240-4×25-2×25)÷3=30mm。
(十一)、長期以來,傳統建筑施工現場常用的插入式粗徑振動棒型號是:70型、50型、手提式35型,對應振搗棒頭直徑分別是70mm、50mm、手提式35mm,若干年來讓建筑梁柱連接節點處違規施工振搗的操作,間接地導致建筑整體強度下降而屢禁不止的原因?是因為振搗混凝土的傳統振動棒直徑太粗;因為目前市面上最小的手提振動棒直徑都是25mm,用該振動棒在梁柱節點處振搗普通混凝土時,在理論上是輕易就能插入梁中鋼筋間僅余30mm空隙處振搗連接節點處的普通混凝土了,但是施工現場的實際情況卻與理論計算的完全不一樣;梁柱連接節點處綁扎后已經驗收合格的梁中受力主鋼筋不可能綁扎得絕對平直,梁底部第二排、伸入梁中的柱筋等鋼筋間垂直振搗空隙相互錯動移位幾毫米的現象極是普遍;要想讓幾排鋼筋間僅剩余30毫米的振搗空隙同時達到垂直寬度大于25mm相當困難;當用直徑最小25mm的手提振動棒振搗梁柱節點鋼筋密集處的普通混凝土時,直徑25mm的手提振動棒的振搗力雖然弱小還是偶然會被梁底第二排鋼筋、或柱內彎曲90度后再伸入梁中連接錨固的柱筋等垂直空隙相互錯動的多根鋼筋卡住,讓插入梁端節點中部振搗混凝土的振動棒難以正常振搗密實普通混凝土,建筑施工現場由于傳統施工使用的粗徑振動棒,無法順利插入混凝土梁鋼筋密集節點處施工,工人在無奈之下只得違規、違法地撬開移動已驗收合格的梁鋼筋后再施工振搗混凝土,梁中被撬開移位的與柱連接節點處的幾排中下部鋼筋又難以復位;形成梁的各連接節點構件鋼筋受力錯位造成混凝土低于施工圖示強度,又將間接地導致傳統建筑抗震強度下降,直接導致建筑連接節點原本應充足的抗倒塌安全儲備強度嚴重不足;造成因建筑無法達到施工圖示抗震設防的設計要求---大震不倒;這就是全球建筑行業長期因振搗工具不合理原因而導致操作違規的傳統施工、這也說明了為啥僅僅只是2008年的一次中國汶川的8級地震,就能讓房屋垮塌毀壞幾千萬平方米、這也是有工程振搗質量通病的建筑突遇地震后會加速被破壞倒塌、將給人類擴大自然災害損失的原因之一。
(十二)、根據中國《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203-2011的5.1.6規定:砌筑燒結普通磚砌體時,磚應提前1d~2d適度濕潤,嚴禁采用干磚或處于吸水飽和狀態的磚砌筑,讓燒結類塊體的相對含水率60%~70%;由于《規范》規定淋濕磚的時間周期長、氣溫差異大的原因,導致許多工地對磚混結構砌體的燒結矸磚淋水一次相對含水程度難以確保掌控,工地因為淋濕磚的含水率不妥造成砌體強度下降的約占50%、淋水二次相對含水率與砌體強度稍能掌控的工地約占30%、淋水三次相對含水率與砌體強度能夠掌控的工地約占19%、淋水四次相對含水率能夠掌控、能讓粗糙面矸磚砌體增加1個烈度抗震強度的工地極為稀少,讓建筑超圖示抗震的系列易耐震施工增強法的本發明抗倒塌試驗樓創出對粗糙矸磚淋水四次,其相對含水率完全能夠隨著氣溫掌控變化。
(十三)、2008年的汶川地震罹難場面慘烈到極點,為世界罕見;地震給國家及人民帶來極其巨大的損失和傷害,災損絕大部分都是由建筑物垮塌所造成;從中國地震局(每年匯總的地震災害損失述評)震災應急救援司鄭通彥等專家于2009年12月發表在《災害學》第25卷第2期《2008年中國大陸地震災害損失述評》中可見:汶川發生8.0級地震造成死亡6.9227萬人、失蹤1.7923萬人、重傷37.5783萬人、輕傷1.65039億人、房屋毀壞6078.7萬m2、房屋破壞嚴重5.19386億m2、房屋破壞中等1.67432億m2、房屋輕微破壞85.2309001億m2,震災直接經濟損失8523億元。
(十四)、從360百科網上查閱5.12汶川地震可見:地震災區范圍達4個省、1個直轄市、1個自治區;極重災區共10個縣(市);較重災區共41個縣(市、區);一般災區共186個縣(市、區)其中四川省(100個)、甘肅省(8個)、陜西省(4個)、重慶市(10個)、云南省(3個)、寧夏回族自治區(5個)。
(十五)、中國人大網2008年6月26日報道:十一屆全國人大常委會26日下午在北京人民大會堂舉行第四講專題《中國地震災害與防震減災》講座,主講人是中國地震局地質研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構造研究組組長張培震;他著重從中國地震災害與地震地質構造、5·12汶川8.0級強震特征與成因、地震預報現狀、中國防震減災戰略思考等方面作了詳細講解……。
張培震說,中國是世界上地震活動強烈和地震災害嚴重的國家之一;統計表明,世界上約35%的7級以上大陸地震發生在我國;20世紀全球因地震死亡的120萬人中,我國占59萬;另外……,我國有近1/3以上的國土位于VII度以上的高地震度區,而美國VII度以上的高度區僅占其國土面積的12%;1900到2007年間,我國大陸地區已經發生7.0至7.9級地震70次,8.0級及以上地震6次,這些地震造成的災害涉及28個省份,死亡59萬人,傷殘76萬人,受災達數億人次;因而,積極開展防震減災,最大限度地減輕地震災害應該是我國的基本國策之一。
(十六)、從定鼎網>定鼎建筑>建筑專業論文>建筑技術>搜尋的《基于汶川地震房屋建筑破壞特征的幾點啟示》看這篇2008年震災的考察文章可見:7月16日至23日,我們隨同《中外建筑》雜志編輯部的記者對四川汶川地震災區的北川縣城、漢旺鎮和都江堰等震害現場進行考察;站在北川縣城入口的高山上俯視地震后的城區時令人震撼……,房屋已是殘檐斷壁,有些甚至已經被破壞成一堆廢墟,滿目傷痕……,爾后我們又分別到了漢旺鎮、都江堰等房屋破壞的重災區;每當我們站在已坍塌房屋的廢墟上仔細考察那些未徹底倒塌的房屋時,都會自然的發問:在同一震級、同一場區范圍內,為什么有些房屋粉碎性破壞倒塌,而有些房屋沒有倒塌,甚至只是局部損壞而結構完整無降損呢?如果震區所有房屋都能像后者那樣,人員就能逃生和施救,死傷人數就可能大大低,經濟損失有可能大為減少;巨大的生命財產損失已無法挽回,但是它給我們留下了許多慘痛的教訓,前車之鑒,是值得我們認真反思……。
針對現有技術與地震破壞方式做出詳細的分析后,找到了現有振搗技術是因為多數振搗混凝土工具的直徑大于鋼筋的振搗空隙,導致大梁普通混凝土構件往往被撬筋漏振地降低了樓房整體抗地震、抗臺風的強度;并創出振搗混凝土的第三代細徑振搗器械;系列易耐震施工增強法之八的新型振搗工具。
(1)、由于鋼筋間的振搗空隙制約了傳統粗徑振動棒的正常施工,在撬開移動梁鋼筋違規、違法、違心施工振搗的操作中,無法避免地就讓梁柱連接節點處的局部構件潛伏下漏振的混凝土;呈蜂窩麻面的工程質量通病隱患、受力移位鋼筋又讓梁柱連接節點處構件受力變形直接導致建筑的抗倒塌安全儲備本應具有的強度嚴重不足,降低了建筑整體的耐震強度;這2種違背《施工規范》、《防震減災法》的施工操作,人為地直接降低了整幢建筑整體原本能抵御相應地震、風災的應具圖示強度,這種民生共憤的違法施工操作屢禁不止;造成當樓房遇到突發地震、臺風等自然災害沖擊時,違法的施工隱患會給人類的生命財產帶來巨大的傷害和損失。
(2)、面對嚴峻復雜、人類無法廻避的突發地震;怎樣才能應對中國在全球地震頻發中的地理劣勢?最大限度地大幅減災降損?怎樣才能不增加資金讓人類遇震時能多有幾分逃生的空間。
在探索試驗中常憶起43年前爐霍縣7.6級突發地震造成縣城到處殘墻斷壁幾乎建筑全部倒塌的慘烈狀況;1973年2月6日中國四川省甘孜藏族自治州爐霍縣發生7.6級地震,余震讓5月份前去救災搭建防震棚的發明人親歷約9烈度突發余震沖擊被拋出1米多遠,手腕留下刻骨銘心的傷痕和終身難忘的記憶;每當打工期間在建筑施工現場指導農民工操作時,腦海中就浮現出災民們突遇地震災害后那無奈的呆滯目光;不斷促使新型發明人在分析傳統施工經驗時反復探索耐震施工,嘗試實踐耐震施工、讓振搗工具創新、施工試驗再改創工具、尋獲理論支持依據;努力尋找適宜人類、經濟實用,讓突遇地震的人類能最大限度地減輕傷亡與財產損失的夢想能實現的方法;在建筑前輩施工棈華的啟發下;當時創出1.系列易耐震施工增強法之一細徑振搗節點混凝土工具提升1個烈度抗震,2.系列易耐震施工增強法之二自拌砌筑砂漿提升0.5個烈度抗震,3.系列易耐震施工增強法之三自拌混凝土提升0.5個烈度抗震,4.系列易耐震施工增強法之四讓矸磚物理質變提升1個烈度抗震,這些17年前期的4種系列易耐震施工增強法。
(3)、早在2000年,研究不增資金只需采用系列易耐震施工增強法就能應對突發地震,夢想著讓突遇地震的建筑能夠大幅度地減輕震災損失的發明人,用第一代細徑振搗工具疊加系列易耐震施工增強法應對突發地震的某兩局干休所的3幢集資耐震施工抗倒塌的試驗樓房,開始在四川省都江堰市小規模實踐,由本發明人親自督導,從局部系列耐震施工試驗轉向建筑整體采用普通材料實施,2002年在四川省都江堰市青城路龍潭灣社區竣工住人;本發明人根據長期對系列易耐震施工增強法的建筑梁柱連接節點的探索試驗,憑借自己對該建筑每階段的強度測試值的日記分析后,判斷出由于采用了第一代細徑振搗工具;細徑的振搗工具能無阻地插入梁柱連接節點處,密實振搗鋼筋密集處的混凝土后、已讓梁柱連接節點處潛隱的抗倒塌安全儲備強度超過圖示的要求,再疊加上系列易耐震其它3項施工提高的耐震強度;如果試驗樓建筑突遇自然地震災害的沖擊破壞時,試驗樓各梁柱連接節點處潛隱的抗倒塌安全儲備強度的疊加抗震效應將讓整幢建筑迸發超越圖示的強度抗倒塌;可讓干休所的試驗樓建筑突遇地震時,與相鄰單位還是沿用傳統施工的建筑相比,能輕松地減輕震災損失;汶川地震降臨前的幾年,該3幢試驗樓房的眾位住戶根本就不相信:又沒增加資金,僅憑借發明人多年試驗研究創出的數項系列易耐震施工增強法,怎么就可能讓試驗樓建筑具備超越圖示烈度的能力防震減災?
(4)、抗倒塌住宅試驗樓竣工住人6年后,坐落在極重地震災區都江堰市青城路龍潭灣社區的3幢施工圖示僅按7烈度抗震設防的錯層、3.2米層高的6層磚混住宅試驗樓,汶川5.12強震時遭遇到巨大的地震能量以彈性波的形式傳來約10.5烈度地震波的沖擊,地震橫波與縱波分別導致試驗樓房建筑前后、左右和上下劇烈搖擺晃動間隙極長達幾十秒的時間,樓房內墻上的掛件和柜中存放的物品、被甩出一米多遠、客廳的飲水機摔壞、衛生間合成的未與墻連接固定的盥洗盆柜被摔爛,而煤矸石標磚徹體的粗糙矸磚承重墻、臥室預制板的試驗樓房卻依然屹立如初;干休所院內地面彩磚至今還殘留著橫穿B樓的地面裂縫,地面裂縫延伸將圍墻外相鄰單位同年但沿用傳統施工技術修的6層磚混大樓破壞(現已拆除重建),干休所被地面裂縫橫穿的1幢6層磚混試驗樓卻基本完好、緊靠地裂縫的另外2幢6層磚混試驗樓結構完整無損;在家午睡的退休老人、小孩、值夜班正睡的3樓住戶幾乎全家人都被突發地震從床上掀翻遠拋床下;這次汶川強地震造成大量房屋倒塌死亡失蹤共8萬多人遇難,但該兩局干休所試驗樓在震前幾年修建時,采用了本發明人創造的系列易耐震施工增強法抗倒塌的3幢6層磚混試驗樓的幾十家住戶成員卻無一人傷亡,只有部份住戶室內設施被摔震壞的微小損失;與周邊幾乎同年但沿用傳統技術施工修建的百米內建筑嚴重破壞、已坍塌房屋的廢墟相比;該干休所的3幢臥室預制板住宅試驗樓仍然堅挺不倒巨減災損的抗震效果,震驚了震后到場的多位國內地震應急評估專家們,兩局干休所住宅試驗樓的超強耐震功能被專家們一致肯定;該實際案例的3幢磚混住宅試驗樓全被書面評定為最好的“基本完好房”之一。
(5)、本發明人對該干休所圖示7烈度抗震設防用自改細徑振搗工具+系列疊加耐震施工方法讓試驗樓能達到8烈度的越度抗震效果是毫無懷疑;可是離震中只十幾公里的采用系列易耐震施工增強法建造的3幢住宅抗倒塌試驗樓雖然遭遇并耐受了超過10烈度以上的地震波沖擊,可矗立在地裂縫上的耐震疊加施工試驗樓建筑仍然超常堅挺、讓眾多業主毫無人員傷亡,系列易耐震施工增強法的3幢住宅抗倒塌試驗樓不僅只是超越1個烈度、而實際跨越了3個多烈度、2個震級,系列易耐震施工增強法的3幢住宅抗倒塌試驗樓異常的超越數烈度抗震的出眾超強表現能力,反而讓用了數十年研究創出滴水不漏發明專利和能讓矸磚物理質變等系列易耐震施工增強法,夢想著能夠巨幅減少人類因震災遭受的損失、在工地被人們當面稱為耐震施工老師、耐震施工專家、背后被稱是異想天開、白日做夢的耐震施工瘋子的本發明人一時困惑不解。
(6)、系列易耐震施工增強法建筑案例不是剪力墻結構、也不是框剪結構、只是3.2米層高的錯層并且包含了強電、弱電、水、土建在內的成都市都江堰市2000年招標后的決算價每平方米總造價平均不足530元人民幣,是根據施工圖7度抗震設防用耐震施工的3幢6層磚混結構的住宅抗倒塌試驗樓;現在已尋找到能超越圖示烈度抗震的理論依據是:在建筑工地上將傳統粗徑振動棒自改成能無阻插入梁中鋼筋密集任意處的第一代細徑振搗工具,能夠密實振搗傳統建筑的各處梁柱連接節點的混凝土,應免撬筋防漏振,確保建筑抗倒塌安全儲備的充足強度后,當有混凝土梁的傳統建筑遇災受到突發沖擊時;建筑混凝土梁端連接節點處本應有的抗倒塌安全儲備強度疊加效應將導致整幢建筑迸發出異??沟卣?、抗臺風超強耐沖擊的疊加效應抗災減損。
(7)因為傳統施工時用的粗徑振動棒無法順利插入梁柱鋼筋密集連接節點處正常振搗混凝土,可能導致混凝土梁局部漏振、如違規撬開移動鋼筋振搗混凝土但鋼筋卻難以復位又將造成構件局部強度降低,如果梁柱連接節點處強度只是達到圖示強度的80%,不但浪費了(甲方)用于抗震設防加強局部的節點強度投資,哪怕其余構件強度全都達到圖示強度的100%,針對該建筑抗震整體的效果而言:該建筑的整體強度只能按整幢建筑最弱處的強度計算認定;對該整幢建筑強度計算認定為只達到了圖示強度的80%,當遇到圖示強度80%以上的突發地震或臺風時,該建筑梁柱連接節點處必將被毀損、構件被破壞將導致整幢房屋逐步倒塌是必然結果。
(8)、施工圖顯示:無論是高層的剪力墻結構、低層的框架結構還是磚混結構,凡具有門窗洞口、大開間有獨立柱的錯層建筑,都是由該層梁將所承受的組合荷載通過梁與柱、與墻(連接交匯點)的節點傳遞到下層的承重結構中,連接節點起到承上啟下的作用,連接節點承受著由梁端與各個支座交匯點(柱連接節點)傳遞來的軸力、彎矩、剪力的共同作用且受力復雜;尤其是在地震頻發區,連接節點破壞形態主要為剪切破壞,在地震力反復作用下將形成多種交叉裂縫。
(9)、在房地產行業目前還未將建筑的整體強度納入進銷售競爭優勢的背景下,正是傳統建筑業介入科研抗震、進入耐震施工的極佳時機;施工階段是實現設計的最重要階段,正適合:自主創新研究最簡單、門坎最低的耐震施工環節:汶川地震后,發明人在中國四川省的廣元、新都、都江堰、梓潼等工地利用耐震施工技術打工的幾年期間經過反復分析、推論,終于找出了在8級大地震中,采用系列易耐震施工增強法的3幢住宅抗倒塌試驗樓案例為何能超越圖示數烈度抗震、遇強震而無人傷亡,能巨幅地減少震災造成損失的四個原因。
(10)、試驗樓案例能超越幾個烈度抗震減損的第一個原因:在工地上不需增加資金將傳統粗徑振動棒改成系列易耐震施工增強法之一的第一代細徑振搗工具后,可以無阻地插入梁中鋼筋密集處,正常地密實振搗連接節點處的混凝土,確保了試驗樓結構的抗倒塌安全儲備系數充足,能徹底防止原粗徑振動棒的傳統施工容易違規、違法造成混凝土強度下降的工程質量通??;讓原圖示7烈度抗震設防的----用系列易耐震施工增強法施工的3幢住宅抗倒塌試驗樓超越施工圖示的標注強度,能用超過8烈度的強度應對地震和臺風降災減損;從中國《施工技術》2013年第6期的《提高建筑抗震設防烈度對土建造價的影響》提供的案例分析計算中可見:建筑從7烈度提高到8烈度每m2需增加土建單價的4.60%,如采用本發明按7烈度耐震施工能提高約1烈度達8烈度=每m2需增加土建單價的4.60%×1烈度×案例7烈度2013年的土建單價1068.42元=無形中就相當于每m2提高了1個烈度等于節省了49.15元人民幣的投資;(中國統計局年報公示:2015年房地產施工735693萬平方米)如果有10%的即7.35693億m2房地產土建采用本按7烈度耐震施工能提高約1烈度達8烈度=相當于每m2節省了49.15元人民幣的投資×7.35693億m2=就等于共能節省361.59311億元人民幣的投資。
(11)、試驗樓案例能超越幾個烈度抗震減損的第二個原因:中國當時墻體的砌筑砂漿配合比中規定的細砂粒徑稍細,長年研究耐震施工方法的本發明人就將砂漿配合比中的細砂改成使用中砂,配合比的水泥總量就將砂粒表面積累計減少了的自拌中砂砌筑砂漿提升了15%以上的圖示強度,讓耐震施工后強度超越施工圖示已達8烈度抗震的試驗樓,提升了0.5個烈度的耐震強度,可用超過8.5烈度的抗震強度應對地震和臺風;但是配合比中的增粗砂粒徑在目前現行規范中已經被相關部門調整粗了,顯然目前這種提高自拌砂漿強度的耐震施工方法已經不能再用。
(12)、試驗樓案例能超越幾個烈度抗震減損的第三個原因:中國當時的混凝土配合比中規定的中砂粒徑也稍細,長年試驗耐震施工方法的本發明人又將混凝土配合比中的中砂改成使用粗砂,并調整礫石級配增加了點綠豆石,配合比的總水泥量又將砂粒表面積累計減少了的自拌粗砂混凝土輕松地提升15%以上的施工圖示強度,又讓耐震施工后強度超越施工圖示已達8.5烈度抗震的試驗樓,至少又提升了0.5個烈度的耐震強度,可用超過9烈度的抗震強度應對地震和臺風;但是配合比中的增粗砂粒徑在目前現行規范中已經被相關部門調整粗了,顯然目前這種提高自拌混凝土強度的耐震施工方法也已經不能再用。
(13)、試驗樓案例能超越幾個烈度抗震減損的第四個原因:被人背后戲稱為耐震施工瘋子的本發明人竟然在吸收消化前輩的建筑施工棈華后,于5.12大地震前8年在中國四川省都江堰市青城路某兩局干休所的3幢耐震施工住宅抗倒塌試驗樓工地上,親自示范指導建筑隊的農民工進行了又一項與眾不同的、能讓人類從容應對突發地震的耐震施工增強法;讓矸磚承重墻的標磚砌體飽吸水泥漿,導致粗糙的矸磚墻體發生物理質變后,就讓磚墻形成整體介入磚混樓結構中共同協作抗震;其不需增資的系列易耐震施工增強法之四,至少能夠再提高矸磚物理質變樓又1個烈度的強度耐震減災,采用耐震施工就讓煤矸石標磚承重墻整體強度超越施工圖示已達到9烈度抗震的試驗樓,能用超過10烈度以上的抗震強度去應對突發地震,物理質變后硬韌的矸磚面還抗風化將翻倍地延長磚混樓的使用壽命,讓住宅抗倒塌試驗樓的業主們,只需一套磚混房的樓價就能享受多延長幾十年的住房年限。
(14)、系列易耐震施工增強法的3幢住宅抗倒塌試驗樓案例說明:是創新工具,將傳統施工創新為耐震施工,工具創新導致質量創新;因自改成第一代細徑振搗工具與系列易耐震施工增強法科學合理,才能將施工圖示的7度抗震設防經過耐震施工提升整幢建筑的幾個烈度抗震減災,才能讓中華民族從全球地震頻發的地理劣勢中解脫,讓中國人從此再也不必畏懼地震、本發明人多年研究、尋找著能夠大幅度地減輕突發地震帶給人們災害損失的耐震施工方法,那看起來不僅瘋狂、似乎根本就是不可能實現的夢想心愿;卻在耐震施工瘋子若干年的試驗和無數次地總結改進后,在中國汶川2008年強震前的8年----創出并采用了系列易耐震施工增強法修建的3幢住宅耐震施工抗倒塌試驗樓案例建筑,在應對了10烈度以上的強地震和地裂縫的沖擊后,業主們卻無一人傷亡,在至今仍然堅挺如初的住宅耐震施工抗倒塌試驗樓的實際案例中;那看起來難以實現的心愿現在卻已經夢想成真了。
(15)、反正亊實勝于雄辯的超強耐震施工試驗樓十幾年前就已坐落在中國汶川地震的極重災區四川省成都市都江堰市青城路龍潭灣社區,矗立在地裂縫上的“基本完好房”在強震后救災時,3幢評為基本完好房的試驗樓都沒花過國家一分錢的救災補貼來維修;至今,還未發現用系列易耐震施工增強法所修的住宅耐震施工抗倒塌試驗樓案例建筑有任何明顯異常,超強耐震試驗樓實際案例這幾年經歷了數萬次的可測地震后;局部墻面抹灰層才出現微小裂紋、廚房、衛生間墻面瓷磚完好,偶有住戶廚房的現澆板上有幾塊300mm地磚剛出現一條微小裂紋、預制板臥室天棚、地面完好如初,偶有住戶墻內預埋熱水管破裂。
(16)、根據現狀本發明人預測:該3幢耐震施工住宅抗倒塌試驗樓的實際案例不排除若干年內再度遇到突發地震的可能性,如果二次再突遇地震時:周圍鄰居單位震后拆除被毀樓又提升1度按8烈度抗震設防、但仍然沿用傳統施工技術重建的樓房如傾斜時,本發明人原用系列易耐震施工增強法技術只按7烈度抗震設防修建導致疊加抗震效應的耐震試驗樓也不會傾斜。
(17)、非專業人員幾乎普遍不知道:當地球尚未走出地震活動的周期,就有人淡忘了應吸取汶川5.12突發震災慘痛的警示教訓;因地球物理原因而形成的突發地震,人類目前無法迥避,只能去預防、去面對、去承受、去提前應對;中國人平經濟雖比美國窮,窮則有窮的方法研究被世人遺忘、被忽視了的、最初淺的----施工環節;十幾年前不斷創出的前期4種系列易耐震施工增強法,又經過3幢住宅耐震施工抗倒塌試驗樓的耐強震檢驗,讓按圖7度耐震施工后竣工的住宅試驗樓承受了超過10烈度以上的地震波沖擊的超強表現使全體住戶毫發無傷,讓突遇強地震的業主們零傷亡并能巨幅減災降損的夢想,已被耐震施工試驗樓案例實現。
(18)、為了減輕因中國地震頻發的地理劣勢發生震災,導致巨大的人員傷亡與經濟損失,創出適宜國情具有中國特色的系列易耐震施工增強法操作方法;原2000年本發明人用第一代細徑振搗工具疊加其它3種系列易耐震施工增強方法按7度抗震設防竣工的3幢耐震施工住宅抗倒塌試驗樓遇強震讓住戶們毫發無傷巨減災損;本發明系列易耐震施工增強法之八的第三代細徑振搗器械,疊加系列易耐震施工增強法之四能共同修建出更多不懼突發地震、樓房遇強震不倒、沿??古_風的超強建筑,能為中華民族的復興耐震施工讓建筑耐地震、抗臺風能降災減損;尊重生命、尊重科學,是建筑工程技術人員用中國《防震減災法》、《第五代地震區劃圖》、《施工規范》自律約束指導施工傳統建筑,能不增資金給中華民族后人留下千萬幢超越圖示烈度、遇大震不倒、越級抗臺風的耐震施工建筑(國家統計局年報公示:2015年房地產施工735693萬平方米)。
技術實現要素:
1、中國是世界上突發地震活動強烈和震災頻繁發生的國家之一;本發明的目的在于提供一種讓建筑超圖示抗震的系列易耐震施工增強法的器械及用法,根據3幢住宅抗倒塌試驗樓案例的耐震對比情況,將系列易耐震施工增強法之六的第二代細徑振搗工具升級為系列易耐震施工增強法之八的有3個細徑振搗空芯管體的第三代細徑振搗器械;實芯棒頭改成空芯管體,能減輕振搗工具的重量;粗徑改細徑,能無阻插入梁鋼筋密集節點任意處耐震施工;專用于傳統建筑混凝土梁端鋼筋密集處連接節點的密實振搗;在建筑前輩施工棈華的啟發下,原創的第一代細徑振搗工具按圖示7度耐震施工的3幢試驗樓案例的建筑;突遇汶川10烈度以上的超強地震,早有防備的本發明人用疊加了4種同時增加抗震強度的系列易耐震施工增強法修建的幾幢磚混6層試驗樓房突遇強震卻異常堅挺,讓眾多業主毫無人員傷亡、財產微弱損失的試驗樓案例證明:可讓人類減輕災害損失的第三代細徑振搗器械,能不增資金地建出超圖示越烈度的耐強震抗臺風的建筑:只需采用1種系列易耐震施工增強法密實振搗梁端連接節點的混凝土,可讓圖示8度抗震設防的建筑輕松地抵御9烈度的突發地震而不裂不倒減輕震災損失。
2、本發明的工作原理;當需要耐震施工振搗建筑梁柱連接節點鋼筋密集處的混凝土時:先將傳統粗振動棒改成左、中、右有3個細徑振搗空芯管體的第三代細徑振搗器械;借用振動棒將機械振動波傳遞給3個細徑振搗空芯管體的振搗器械,因本發明的3個細徑振搗空芯管體直徑只有18mm,在密實振搗連接節點處混凝土時;梁中鋼筋密集節點處(理論上僅余30mm振搗空隙)的梁中第一排鋼筋根本就卡不住細徑振搗空芯管體的振搗器械,甚至梁中第二排鋼筋也卡不住正在梁柱連接節點處振搗混凝土的3個細徑振搗空芯管體的振搗器械。
3、常用的50型傳統粗振動棒的作用半徑是振動棒的振搗直徑的8~9倍;本發明的3個細徑振搗空芯管體的作用半徑現確定為細徑振搗空芯管體直徑的7.722倍;本發明的作用半徑是:棒頭直徑18mm×7.722=139mm,當設定需施工的梁寬度為240mm時:先畫出139mm的半徑振搗圖形覆蓋范圍再實測計算:139mm的有效振搗半徑覆蓋范圍當梁寬度為240mm時=半徑覆蓋=67mm,半徑覆蓋67mm×2=邊點與另一邊點有效振搗直徑覆蓋范圍134mm,3個細徑振搗空芯管體每振搗一次所覆蓋的有效振搗范圍=67mm+134mm+134mm+67mm=402mm,比所改振動棒的最大作用半徑是棒直徑50mm的9倍=450mm還少48mm的覆蓋范圍完全可行;本發明設定梁寬度為240mm時:3個細徑振搗空芯管體間距134×2=268mm+兩邊振搗點之間縱向位移間距134mm=402mm、有效振搗覆蓋范圍=梁寬240mm×梁長402mm。
4、本發明專用于各類有混凝土梁的建筑耐震施工;統一伸出的有3個細徑振搗空芯管體的第三代細徑振搗器械能無阻插入梁鋼筋密集處,用機械動力密實振搗各梁端連接節點處混凝土,防范構件受力移位變形而降低強度,只需按照中國《施工規范》的規定(建筑工程質量檢驗評定標準GBJ301-88中:構件接頭或接縫的混凝土必須計量準確,澆搗密實,認真養護,其強度必須達到設計要求或施工規范的規定);必須密實振搗梁柱連接節點處混凝土、應免撬筋防漏振,確保建筑抗倒塌安全儲備的充足強度后,當有混凝土梁的傳統建筑遇到自然災害受到突發沖擊時;建筑混凝土梁端連接節點處本應有的抗倒塌安全儲備強度疊加效應將導致整幢建筑迸發出異常抗地震、抗臺風的超強耐沖擊疊加能力抗災減損,是用第一代細徑振搗工具密實振搗試驗樓的節點混凝土,同時疊加另外3種系列易耐震施工增強法,能減輕地震巨大傷亡損失的夢想已經被案例建筑實現,本發明是系列易耐震施工增強法之八的第三代細徑振搗器械。
5、能讓人類從容應對突發地震的的系列易耐震施工增強法之四;全球占建筑比例不小的煤矸石粗糙標磚承重墻的建筑樓房,不僅能采用系系列易耐震施工增強法的本發明工具密實振搗建筑連接節點的混凝土,增加1個烈度的強度耐震減災;還能同時疊加系列易耐震施工增強法之四,讓粗糙矸磚承重墻標磚砌體飽吸水泥漿導致粗糙的矸磚墻體發生物理質變后,就讓整片粗糙矸磚墻形成一個整體介入磚混樓結構中共同協作分擔抗震;根據試驗樓粗糙矸磚墻的實際耐強震數據分析,不增資金至少能夠再提高粗糙矸磚物理質變樓又1個烈度的強度耐震減災;讓磚混結構的粗糙煤矸石標磚承重墻建筑合計提高超越施工圖示2個烈度的超強度耐強震減巨損。
根據上述與現有技術相比,本發明具有實質性社會效益和顯著大幅減災降損的進歩效果
附圖說明
圖1是本發明的立體圖;
圖2是圖1縱剖一半后的A-A剖面圖;
圖3是本發明在建筑梁柱連接節點處耐震施工振搗混凝土時的剖面圖。
具體實施方式
根據圖1圖2圖3以及上述傳統施工建筑與耐震施工試驗樓示范案例的減災降損對比所示,本發明人創出系列易耐震施工增強法修建樓房,幻想讓耐震施工的建筑巨減地震災害造成的人員傷亡和財產損失,夢想已經被試驗樓案例遇強震人員零傷亡財產微損失的超強耐震效果實現。
系列易耐震施工增強方法之八---有3個細徑振搗空芯管體的第三代振搗器械;也是在施工現場將無縫鋼管切割成型后焊接改成,包括細徑振搗空芯管體1的上端斜管口、細徑振搗空芯管體2的上端平管口、細徑振搗空芯管體3的上端斜管口分別焊接在50型振動棒的棒尖頭5上,其3個細徑振搗空芯管體的下端焊接密封為錐形管頭。
在施工現場自改時:將炒干的粗砂裝入準備彎曲成型的細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體3的管內,填實并用朩塞暫時封堵嚴密無縫鋼管的端頭管口后,再彎曲成型;可防止細徑振搗空芯管體彎曲時,其圓形空芯管壁被彎曲成扁形管壁;待空芯管體成型后再去掉端頭管口處封堵的朩塞、倒出管內干粗砂;如果由振動棒廠加工就直接使用彎管機彎曲成型就行。
A、圓端定位扁鋼4上面設計有能讓細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體2、細徑振搗空芯管體3無阻穿過的定位孔,能將圓端定位扁鋼4套至細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體3的彎曲位置處、包括細徑振搗空芯管體2在內的3個細徑振搗空芯管體在同一直線位置上分別與圓端定位扁鋼4的定位孔邊焊接固定。
B、細徑振搗空芯管體1的上端口斜切為42度后,再按振動棒的棒尖頭5弧度成型的斜管口與振動棒的棒尖頭5的左邊圓弧面焊接,其管體中上部向內彎曲138度后平直向下與細徑振搗空芯管體2相互平行。
C、粗直徑振動棒的棒尖頭5的中心位置處與細徑振搗空芯管體2的上端平管口的中心位置對應處焊接,細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體2、細徑振搗空芯管體3的伸出振搗部份的相互間距為134mm。
D、細徑振搗空芯管體3的上端斜切為42度后,再按振動棒尖頭5弧度成型的斜管口與振動棒的棒尖頭5的右邊圓弧面焊接,其管體中上部向內彎曲138度后平直向下與細徑振搗空芯管體2相互平行。
E、上述細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體2、細徑振搗空芯管體3的外直徑18mm、管壁厚2.5mm;圓端定位扁鋼4長298mm、寬30mm、厚5mm、能讓細徑振搗空芯管體1、細徑振搗空芯管體2、細徑振搗空芯管體3無阻穿過的定位孔徑18.5mm;振動棒的棒尖頭5的直徑50mm。
F、根據權利要求1或6所述的讓物理質變矸磚樓超圖抗震的系列易耐震施工器械的用法,其特征在于,能在施工現場自改或振動棒廠生產,當有3個細徑振搗空芯管體的施工器械伸入鋼筋密集處振搗連接節點處時借用粗直徑振動棒的機械動力,將振動波傳遞到能無阻插入梁中鋼筋密集任意處的3個細徑振搗空芯管體,進行密實振搗各梁柱連接節點的混凝土,應免撬筋防漏振,確保建筑抗倒塌安全儲備的充足強度后,當有混凝土梁的傳統建筑遇災受到突發沖擊時;建筑混凝土梁端連接節點處本應有的抗倒塌安全儲備強度疊加效應將導致整幢建筑迸發出異??沟卣稹⒖古_風的超強耐沖擊疊加能力抗災減損,與傳統振動棒振搗相比只是混凝土振搗點橫、縱移位的間距、振搗有效覆蓋的范圍、因改制成3個細徑振搗空芯管體后振動棒的散熱時間不同,而其余的施工操作程序與使用振動棒進行傳統施工完全相同,梁寬橫向移位間距120mm、耐震施工時有3個細徑振搗空芯管體的邊振搗點與點之間縱向移位間距為134mm移動施工振搗混凝土,有效振搗混凝土的覆蓋范圍梁寬240mm×梁長402mm。
鑒于改制后振動棒耐震施工時暴露在空氣中容易發熱,工地應同時多改制幾個振搗工具,在連續振搗混凝土期間感覺到改制的振動棒燙手時;必須輪換另一個改制的第三代的3個細徑振搗空芯管體的振搗工具交替使用,在一個構件上同時使用幾臺自改振搗器工作時,所有振搗器的頻率必須相同。