[发明专利]抗震加固用节点域连接附加减震加固框架

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过在既有框架结构节点域加设抗剪连接件连接设置消能器的附加减震加固框架并实现减震加固的技术,属于混凝土框架结构抗震和消能减震加固领域。

背景技术

消能减震加固技术在混凝土结构加固改造中的应用越来越广，其中，采用屈曲约束支撑、金属屈服型阻尼器等位移相关型消能器进行减震加固时，在确定消能器刚度和屈服承载力、连接方式、既有框架结构构件处置等方面会面临多种设计选择。采用节点域连接的附加减震加固框架加固既有混凝土结构可减小对既有框架结构的受力干扰和对既有框架结构构件的损伤，可选用多种类、多规格消能器，且方便用户、施工周期短。目前，相关配套技术业已得到实验验证。

发明内容

本发明针对传统的全梁和全柱植入抗剪连接件连接既有框架结构和附加减震加固框架的方法，提出了一种节点域连接附加减震加固框架和既有框架结构的方法。该附加减震加固框架和既有框架结构间仅通过节点域(梁端和柱端)的抗剪连接件相连，而梁跨内和柱中部不设置抗剪连接件，从而保证附加减震加固框架与既有框架结构在地震作用下协同工作时，位移场约束少，既有结构负担小，可最大程度发挥既有结构抗震、附加减震加固框架抗震和消能器的消能减震作用。与抗震加固技术相比，本发明可缩短施工周期、明显提高结构抗震性能等；与在全梁、柱长度范围内设置连抗剪连接件的附加减震加固框架技术相比，本发明对既有框架结构扰动少，受力合理，可节省材料，缩短施工周期等。本发明已经抗震试验验证安全可靠，可减小对既有框架结构的受力干扰，施工过程对既有框架结构构件的损伤小，消能减震加固效果明显。

为达到上述效果，本发明采用如下技术方案。附加减震加固框架的截面组合内力包括附加减震加固框架自重和地震作用下所分担的内力。后锚固(或对穿锚固)连接件的抗剪验算，应考虑设置消能器的附加减震加固框架与既有框架结构在多遇地震下达到位移协调所对应的剪力。以该剪力设计值设计并确定抗剪连接件的截面面积和数量，并均匀布置在所有节点域附近的梁端和柱端。抗剪连接件在既有结构和新建附加框架内应具备一定的构造抗拉能力，如在既有结构内锚固时采用扩底型机械锚栓或特殊倒锥形化学锚栓，在新建附加框架内设置弯钩等。

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)相互平行设置并分别固定在既有框架上梁(1)、既有框架下梁(2)的上下两端；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)连接组成既有框架结构。

抗震加固用节点域连接附加减震加固框架设置在既有框架结构上，抗震加固用节点域连接附加减震加固框架根据材料不同分为附加混凝土减震加固框架和附加钢减震加固框架，根据安装部位不同分为外部附加减震加固框架和内部附加减震加固框架。

附加减震加固框架节点由附加减震加固框架上梁(6)、附加减震加固框架下梁(7)、附加减震加固框架左柱(8)、附加减震加固框架右柱(9)、消能器(10)和连接消能器部件(11)构成。其中，附加减震加固框架上梁(6)与既有框架上梁(1)分别通过上梁右端节点抗剪连接件(12)和上梁左端节点抗剪连接件(13)连接；附加减震加固框架下梁(7)和既有框架下梁(2)分别通过下梁右端节点抗剪连接件(14)和下梁左端节点抗剪连接件(15)连接；附加减震加固框架左柱(8)和既有框架左柱(3)分别通过左柱上端节点抗剪连接件(16)和左柱下端节点抗剪连接件(17)连接；附加减震加固框架右柱(9)和既有框架右柱(4)分别通过右柱上端节点抗剪连接件(18)和右柱下端抗剪连接件(19)连接；消能器(10)设置在外部附加减震加固框架内，消能器(10)先通过消能器连接部件(11)与附加减震加固框架的梁或柱构件相连，再通过附加减震加固框架各节点处的抗剪连接件与既有框架结构相连。

当既有框架结构的顶部设有悬挑楼板(5)且采用外部附加混凝土减震加固框架加固时，悬挑楼板(5)通过对穿与既有框架结构的既有框架上梁(1)、附加减震加固框架左柱(8)连接，外部附加混凝土减震加固框架与悬挑楼板(5)间预留有空间，以便浇筑混凝土，预留的空间在混凝土浇筑完成后用砂浆材料密实填充，保证悬挑楼板(5)和外部附加混凝土减震框架连接可靠。当既有框架结构的构件承载力不能满足抗剪连接件正常工作时，对既有框架构件进行局部加固，所述局部加固为局部外包钢板(26)。

既有框架下梁(2)和附加减震加固框架下梁(7)通过下梁左端节点抗剪连接件(15)连接，既有框架左柱(3)和附加减震加固框架左柱(8)通过左柱下端节点抗剪连接件(17)连接。