抗震加固用節(jié)點域連接附加減震加固框架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過在既有框架結(jié)構(gòu)節(jié)點域加設(shè)抗剪連接件連接設(shè)置消能器的 附加減震加固框架并實現(xiàn)減震加固的技術(shù)，屬于混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震和消能減震加固領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 消能減震加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)加固改造中的應(yīng)用越來越廣，其中，采用屈曲約 束支撐、金屬屈服型阻尼器等位移相關(guān)型消能器進行減震加固時，在確定消能器剛度和屈 服承載力、連接方式、既有框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件處置等方面會面臨多種設(shè)計選擇。采用節(jié)點域連接 的附加減震加固框架加固既有混凝土結(jié)構(gòu)可減小對既有框架結(jié)構(gòu)的受力干擾和對既有框 架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷，可選用多種類、多規(guī)格消能器，且方便用戶、施工周期短。目前，相關(guān)配 套技術(shù)業(yè)已得到實驗驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)的全梁和全柱植入抗剪連接件連接既有框架結(jié)構(gòu)和附加減震加 固框架的方法，提出了一種節(jié)點域連接附加減震加固框架和既有框架結(jié)構(gòu)的方法。該附加 減震加固框架和既有框架結(jié)構(gòu)間僅通過節(jié)點域（梁端和柱端）的抗剪連接件相連，而梁跨 內(nèi)和柱中部不設(shè)置抗剪連接件，從而保證附加減震加固框架與既有框架結(jié)構(gòu)在地震作用下 協(xié)同工作時，位移場約束少，既有結(jié)構(gòu)負擔(dān)小，可最大程度發(fā)揮既有結(jié)構(gòu)抗震、附加減震加 固框架抗震和消能器的消能減震作用。與抗震加固技術(shù)相比，本發(fā)明可縮短施工周期、明顯 提高結(jié)構(gòu)抗震性能等；與在全梁、柱長度范圍內(nèi)設(shè)置連抗剪連接件的附加減震加固框架技 術(shù)相比，本發(fā)明對既有框架結(jié)構(gòu)擾動少，受力合理，可節(jié)省材料，縮短施工周期等。本發(fā)明已 經(jīng)抗震試驗驗證安全可靠，可減小對既有框架結(jié)構(gòu)的受力干擾，施工過程對既有框架結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的損傷小，消能減震加固效果明顯。
[0004] 為達到上述效果，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。附加減震加固框架的截面組合內(nèi)力 包括附加減震加固框架自重和地震作用下所分擔(dān)的內(nèi)力。后錨固（或?qū)Υ╁^固）連接件的 抗剪驗算，應(yīng)考慮設(shè)置消能器的附加減震加固框架與既有框架結(jié)構(gòu)在多遇地震下達到位移 協(xié)調(diào)所對應(yīng)的剪力。以該剪力設(shè)計值設(shè)計并確定抗剪連接件的截面面積和數(shù)量，并均勻布 置在所有節(jié)點域附近的梁端和柱端?？辜暨B接件在既有結(jié)構(gòu)和新建附加框架內(nèi)應(yīng)具備一定 的構(gòu)造抗拉能力，如在既有結(jié)構(gòu)內(nèi)錨固時采用擴底型機械錨栓或特殊倒錐形化學(xué)錨栓，在 新建附加框架內(nèi)設(shè)置彎鉤等。
[0005] 既有框架上梁（1)、既有框架下梁（2)相互平行，既有框架左柱（3)、既有框架右柱 (4)相互平行設(shè)置并分別固定在既有框架上梁（1)、既有框架下梁（2)的上下兩端；既有框 架上梁（1)、既有框架下梁（2)、既有框架左柱（3)、既有框架右柱（4)連接組成既有框架結(jié) 構(gòu)。
[0006] 抗震加固用節(jié)點域連接附加減震加固框架設(shè)置在既有框架結(jié)構(gòu)上，抗震加固用節(jié) 點域連接附加減震加固框架根據(jù)材料不同分為附加混凝土減震加固框架和附加鋼減震加 固框架，根據(jù)安裝部位不同分為外部附加減震加固框架和內(nèi)部附加減震加固框架。
[0007] 附加減震加固框架節(jié)點由附加減震加固框架上梁(6)、附加減震加固框架下梁
[7] 、附加減震加固框架左柱（8)、附加減震加固框架右柱（9)、消能器（10)和連接消能器部 件（11)構(gòu)成。其中，附加減震加固框架上梁（6)與既有框架上梁（1)分別通過上梁右端 節(jié)點抗剪連接件（12)和上梁左端節(jié)點抗剪連接件（13)連接；附加減震加固框架下梁（7) 和既有框架下梁（2)分別通過下梁右端節(jié)點抗剪連接件（14)和下梁左端節(jié)點抗剪連接件 (15)連接；附加減震加固框架左柱（8)和既有框架左柱（3)分別通過左柱上端節(jié)點抗剪連 接件（16)和左柱下端節(jié)點抗剪連接件（17)連接；附加減震加固框架右柱（9)和既有框架 右柱（4)分別通過右柱上端節(jié)點抗剪連接件（18)和右柱下端抗剪連接件（19)連接；消能 器（10)設(shè)置在外部附加減震加固框架內(nèi)，消能器（10)先通過消能器連接部件（11)與附加 減震加固框架的梁或柱構(gòu)件相連，再通過附加減震加固框架各節(jié)點處的抗剪連接件與既有 框架結(jié)構(gòu)相連。
[0008] 當既有框架結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)有懸挑樓板（5)且采用外部附加混凝土減震加固框架 加固時，懸挑樓板（5)通過對穿與既有框架結(jié)構(gòu)的既有框架上梁（1)、附加減震加固框架左 柱（8)連接，外部附加混凝土減震加固框架與懸挑樓板（5)間預(yù)留有空間，以便澆筑混凝 土，預(yù)留的空間在混凝土澆筑完成后用砂漿材料密實填充，保證懸挑樓板（5)和外部附加 混凝土減震框架連接可靠。當既有框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件承載力不能滿足抗剪連接件正常工作 時，對既有框架構(gòu)件進行局部加固，所述局部加固為局部外包鋼板（26)。
[0009] 既有框架下梁（2)和附加減震加固框架下梁（7)通過下梁左端節(jié)點抗剪連接件 (15)連接，既有框架左柱（3)和附加減震加固框架左柱（8)通過左柱下端節(jié)點抗剪連接件 (17) 連接。
[0010] 附加減震加固框架節(jié)點是由附加減震加固框架上梁（6)和附加減震加固框架右 柱（9)組成。先對既有框架上梁（1)節(jié)點連接段進行局部外包鋼板（26)加固處理，并以局 部外包鋼板（26)作為墊板安裝附加減震加固框架上梁（6)。局部外包鋼板（26)采用對拉 式構(gòu)造錨栓（27)固定在既有框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件上以保證局部外包鋼板（26)穩(wěn)定性。附加減震 加固框架上梁（6)和既有框架上梁（1)通過上梁右端節(jié)點抗剪連接件（12)連接，附加減震 加固框架右柱（9)和既有框架右柱（4)通過右柱上端節(jié)點抗剪連接件（18)連接。
[0011] 抗剪連接件包括上梁右端節(jié)點抗剪連接件（12)、上梁左端節(jié)點抗剪連接件（13)、 左柱上端節(jié)點抗剪連接件（16)、左柱下端節(jié)點抗剪連接件（17)、右柱上端節(jié)點抗剪連接件 (18) 、右柱下端節(jié)點抗剪連接件（19)?？辜暨B接件采用機械錨栓、化學(xué)錨栓；連接方法采用 對穿式連接或具有構(gòu)造抗拉功能的后錨固抗剪連接件；在既有結(jié)構(gòu)內(nèi)錨固采用擴底型機械 錨栓或特殊倒錐形化學(xué)錨栓，在新建附加框架中在外部錨固，或在內(nèi)部設(shè)置彎鉤進行內(nèi)錨。 在節(jié)點域連接段以外未布置抗剪連接件的新舊構(gòu)件交接處用塑料薄膜材料將附加框架和 既有框架隔開。
[0012] 附加減震加固框架梁、柱的截面和配筋參數(shù)、位移相關(guān)型消能器的屈服承載力、起 始屈服位移等參數(shù)根據(jù)消能減震加固設(shè)計確定。根據(jù)地震作用下的附加減震加固框架和 其連接的既有框架結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)關(guān)系得到某一層抗剪連接件的數(shù)量，樓層的抗剪連接件共 二十根，包括上梁右端節(jié)點抗剪連接件（12)、上梁左端節(jié)點抗剪連接件（13)、左柱上端節(jié) 點抗剪連接件（16)、左柱下端節(jié)點抗剪連接件（17)、右柱上端節(jié)點抗剪連接件（18)和右柱 下端節(jié)點抗剪連接件（19)，平均分布到上梁左右兩端、左柱上下兩端、右柱上下兩端的節(jié)點 連接段，錨固方式采用對拉錨固或后錨固。又因為采用人字型支撐，在梁跨內(nèi)連接屈曲約束 支撐的部位安裝梁跨內(nèi)構(gòu)造錨栓（20)。
[0013] 既有框架上梁（1)和附加減震加固框架上梁（6)通過上梁抗剪連接件（22)連接， 既有框架下梁（2)和附加減震加固框架下梁（7)通過下梁抗剪連接件（23)連接，既有框架 左柱（3)和附加減震加固框架左柱（8)通過左柱抗剪連接件（24)連接，既有框架右柱（4) 和附加減震加固框架右柱（9)通過右柱抗剪連接件（25)連接。在地震作用下，附加減震加 固框架和連接的既有框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件變形一致，附加減震加固框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其相連的既 有框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成組合截面，顯著增大了連接附加減震加固框架的既有框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 剛度，對既有框架結(jié)構(gòu)受力規(guī)律改變較大，對既有框架結(jié)構(gòu)的抗震能力需求較高。而節(jié)點域 連接方法則僅在既有框架結(jié)構(gòu)和附加減震加固框架的節(jié)點處進行連接，梁跨中和柱中部均 未形成有效連接，減小了因設(shè)置附加減震加固框架而對連接附加減震加固框架的既有框架 結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來的受力干擾和負擔(dān)，同時對既有框架結(jié)構(gòu)的受力干擾較小。
[0014] 傳統(tǒng)的附加減震加固框架通過沿整個梁跨和柱高范圍內(nèi)布置抗剪連接件與既有 框架結(jié)構(gòu)的連接。按該方法設(shè)計的加固結(jié)構(gòu)，在地震作用下，附加減震加固框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件與 其相連的既有框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成組合截面，顯著增大了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，對既有框架結(jié)構(gòu) 受力規(guī)律改變較大，對既有框架結(jié)構(gòu)的抗震能力需求提高，導(dǎo)致地震作用時既有框架破壞 現(xiàn)象出現(xiàn)早、損傷大。相比之下，采用節(jié)點域連接附加減震加固框架，僅需要附加減震加固 框架和連接的既有框架結(jié)構(gòu)在節(jié)點附近變形一致，其它部分的變形不互相約束，減小了因 設(shè)置附加減震加固框架而對既有框架結(jié)構(gòu)帶來的受力干擾和負擔(dān)，對既有框架結(jié)構(gòu)的受力 干擾較小，設(shè)計分析及施工過程較為簡單，有利于既有框架結(jié)構(gòu)抗震性能的發(fā)揮和震后修