技術領域：

本發(fā)明涉及一種基于brb的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造及其加固方法。

背景技術：
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近年來國內(nèi)外發(fā)生的強烈地震，尤其是我國2008年以來經(jīng)歷的幾次強震中，有大量鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)(reinforcedconcrete,rc)發(fā)生倒塌，究其原因主要是建筑物缺乏足夠的延性和耗能能力。5?12汶川地震以后，我國基于震害經(jīng)驗對原有《建筑抗震設計規(guī)范》(gb50011-2001)進行了修訂。新頒布實施的《建筑抗震設計規(guī)范》(gb50011-2010提高了部分地區(qū)的抗震設防烈度，調(diào)整了設計地震分組，提高了對混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震設計要求，增加了建筑抗震性能化設計原則。按舊規(guī)范設計時對罕遇地震下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗算一般僅針對少數(shù)重要結(jié)構(gòu)進行，而大量的一般性結(jié)構(gòu)則主要依靠抗震概念設計和構(gòu)造措施來保證“大震不倒”的設防目標。上述因素造成現(xiàn)役的大量既有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在未來遭遇罕遇地震作用下存在倒塌的風險，而出于經(jīng)濟和社會原因又不允許全部推倒重建，因此對其進行抗震加固是必然的選擇，歷次地震的慘痛經(jīng)驗教訓也昭示了震前抗震加固的重要性和迫切性。

目前，既有建筑的抗震加固技術主要有：增大截面加固法、外包型鋼加固法、粘貼纖維復合材料（frp）加固法、增設剪力墻加固法、基礎隔震加固法等方法。這些加固方法或由于費時費工，或由于對建筑空間的使用與建筑外觀的影響，或因造價高昂，或因過大的增加結(jié)構(gòu)自重而改變了既有建筑的動力性能，或因震后不能更換等原因，都存在一定的局限性。

技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于針對以上不足之處，提供一種基于brb的既有鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造及其加固方法，通過在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中安裝屈曲約束支撐的方式對既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行加固，結(jié)構(gòu)設計合理，可顯著提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和承載能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種基于brb的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造，包括由鋼筋混凝土梁與鋼筋混凝土柱構(gòu)成的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)從下往上設置有若干加固層，每一所述加固層包括至少一個傾斜設置的屈曲約束支撐（brb），所述屈曲約束支撐的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板固聯(lián)在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上。

進一步的，所述加固層包括一個傾斜設置的屈曲約束支撐，所述屈曲約束支撐的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板固聯(lián)在鋼筋混泥土梁和鋼筋混凝土柱的梁柱節(jié)點處。

進一步的，所述加固層包括兩個傾斜設置的屈曲約束支撐，兩個所述屈曲約束支撐呈v形或倒v形分布，屈曲約束支撐的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板固聯(lián)在鋼筋混凝土梁的中部以及鋼筋混凝土梁與鋼筋混凝土柱的梁柱節(jié)點處。

進一步的，所述屈曲約束支撐與鋼筋混凝土柱的夾角為35°～55°。

進一步的，所述節(jié)點板的一端經(jīng)鋼連接件后錨固在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，節(jié)點板的另一端與屈曲約束支撐之間經(jīng)一拼接板相連接。

進一步的，所述屈曲約束支撐與拼接板經(jīng)高強螺栓連接，所述拼接板與節(jié)點板通過高強螺栓連接、焊接或者經(jīng)鉸接銷軸鉸接。

進一步的，所述后錨固的節(jié)點板與屈曲約束支撐的節(jié)點連接承載力不小于支撐極限承載力的1.2倍。

進一步的，所述屈曲約束支撐為耗能型屈曲約束支撐。

本發(fā)明一種基于brb的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造的加固方法，包含如下步驟：

（1）位置設計：確定既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固層，在加固層內(nèi)設計節(jié)點板的后錨固位置；

（2）節(jié)點板安裝：通過鋼連接件將節(jié)點板后錨固在步驟（1）的設計位置，并進行位置檢查；

（3）brb安裝：在屈曲約束支撐的兩端分別用高強螺栓連接一拼接板，再將拼接板與節(jié)點板預固定；

（4）brb位置調(diào)整與最終固定：對屈曲約束支撐的位置進行調(diào)整與校正，位置確定后進行最終固定。

進一步的，所述步驟（2）中進行位置檢查時，節(jié)點板的平面位移不得超過節(jié)點板最厚板厚的1/3。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下效果：本發(fā)明通過在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上安裝傾斜設置的屈曲約束支撐進行加固，利用屈曲約束支撐自身良好的抗震性能以及耗能能力，與既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連接為一體，兩者協(xié)同作用，提高了既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和耗散地震能的能力，從而提高了不滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能；同時本發(fā)明施工快速，震后易于更換。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實施例的構(gòu)造示意圖；

圖2是節(jié)點板后錨固在梁柱節(jié)點處的構(gòu)造示意圖；

圖3是節(jié)點板后錨固在鋼筋混凝土梁上的構(gòu)造示意圖；

圖4是屈曲約束支撐的布置示意圖一；

圖5是屈曲約束支撐的布置示意圖二；

圖6是屈曲約束支撐的布置示意圖三。

圖中：

1-既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；101-鋼筋混凝土梁；102-鋼筋混凝土柱；2-屈曲約束支撐（brb）；3-節(jié)點板；4-鋼連接件；5-拼接板；6-高強螺栓。

具體實施方式:

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明一種基于brb的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造，包括由鋼筋混凝土梁101與鋼筋混凝土柱102構(gòu)成的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1，所述既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1從下往上設置有若干加固層，每一所述加固層包括至少一個傾斜設置的屈曲約束支撐2（brb），所述屈曲約束支撐2的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板3固聯(lián)在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1上；利用屈曲約束支撐2與既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1連接為一體，兩者協(xié)同作用，從而達到加固既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的目的，抗震性能良好。

本實施例中，如圖4所示，所述加固層包括一個傾斜設置的屈曲約束支撐2，所述屈曲約束支撐2的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板3固聯(lián)在鋼筋混泥土梁101和鋼筋混凝土柱102的梁柱節(jié)點處；一個傾斜設置的屈曲約束支撐可應用于鋼筋混凝土梁跨度較小的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

本實施例中，如圖5-6所示，所述加固層包括兩個傾斜設置的屈曲約束支撐2，兩個所述屈曲約束支撐2呈v形或倒v形分布，屈曲約束支撐2的兩端分別經(jīng)一節(jié)點板3固聯(lián)在鋼筋混凝土梁101的中部以及鋼筋混凝土梁101與鋼筋混凝土柱102的梁柱節(jié)點處；兩個傾斜設置的屈曲約束支撐可應用于鋼筋混凝土梁跨度較大的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

本實施例中，所述屈曲約束支撐2與鋼筋混凝土柱102的夾角為35°～55°。

布置屈曲約束支撐時要使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小地震扭轉(zhuǎn)效應；還應避免因局部的剛度剛度削弱或突變形成薄弱部位，造成應力集中或塑性變形集中。

本實施例中，所述節(jié)點板3的一端經(jīng)鋼連接件4后錨固在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，節(jié)點板3的另一端與屈曲約束支撐2之間經(jīng)一拼接板5相連接。

所述鋼連接件4使用膨脹型錨栓，膨脹型錨栓的選擇以及數(shù)量嚴格根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術規(guī)程（jgj145-2013）中的機械錨固技術規(guī)程進行選取與錨固。

本實施例中，所述屈曲約束支撐2與拼接板5經(jīng)高強螺栓6連接，所述拼接板5與節(jié)點板3通過高強螺栓6連接、焊接或者經(jīng)鉸接銷軸鉸接；拼接板5與節(jié)點板3通過高強螺栓連接時，適用于支撐屈服力不太大的情況；當支撐屈服力較大時，拼接板5與節(jié)點板3采用焊接或者用鉸接銷軸鉸接，以減小節(jié)點的連接長度，提高其平面外穩(wěn)定性；鉸接和焊接的連接構(gòu)造與螺栓連接相比更為簡單，施工更為方便，具體的連接構(gòu)造可根據(jù)現(xiàn)場施工調(diào)節(jié)予以選擇。

所述節(jié)點板3可通過鋼板現(xiàn)場焊制，也可工廠化預制。

本實施例中，所述后錨固的節(jié)點板3與屈曲約束支撐2的節(jié)點連接承載力不小于支撐極限承載力的1.2倍。

本實施例中，所述屈曲約束支撐2為普通耗能型屈曲約束支撐，屈曲約束支撐為工程中常用的材料，既可用于新建建筑，又可用于既有建筑的加固。

在實際應用過程中，所述屈曲約束支撐按如下的布置原則對既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行加固：（1）屈曲約束支撐沿既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向同時布置；（2）屈曲約束支撐布置在由于地震作用產(chǎn)生較大結(jié)構(gòu)內(nèi)力的位置；（3）屈曲約束支撐布置在地震作用下引起同層間位移較大的樓層；（4）屈曲約束支撐盡量布置在邊跨，以增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度；（5）屈曲約束支撐宜自下向上布置，并優(yōu)先布置在層間變形較大的位置。

所述節(jié)點板3后錨固在既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1上時，節(jié)點板出現(xiàn)的平面偏移不得超過節(jié)點板最厚板后的1/3，超過時，應予以糾偏。

本發(fā)明一種基于brb的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造的加固方法，包含如下步驟：

（1）位置設計：確定既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固層，在加固層內(nèi)設計節(jié)點板的后錨固位置，當鋼筋混凝土梁的跨度較小時，使用一個屈曲約束支撐，即節(jié)點板的后錨固位置在鋼筋混泥土梁和鋼筋混凝土柱的梁柱節(jié)點處；當鋼筋混凝土梁的跨度較大時，使用兩個屈曲約束支撐，兩個屈曲約束支撐呈v形或倒v形分布，節(jié)點板的后錨固位置分別在鋼筋混凝土梁的中部以及鋼筋混凝土梁與鋼筋混凝土柱的梁柱節(jié)點處；

（2）節(jié)點板安裝：通過鋼連接件將節(jié)點板后錨固在步驟（1）的設計位置，并進行位置檢查；

（3）brb安裝：在屈曲約束支撐的兩端分別用高強螺栓連接一拼接板，再將拼接板與節(jié)點板預固定；

（4）brb位置調(diào)整與最終固定：對屈曲約束支撐的位置進行調(diào)整與校正，位置確定后進行最終固定。

本實施例中，所述步驟（2）中進行位置檢查時，節(jié)點板的平面位移不得超過節(jié)點板最厚板厚的1/3，當超過該偏差時，進行糾偏，矯正后方可進行屈曲約束支撐的安裝。

本實施例中，所述步驟（4）中，對于拼接板與節(jié)點板采用焊接的屈曲約束支撐，可通過切割節(jié)點板消除位置誤差，實現(xiàn)調(diào)整與校正；對于拼接板與節(jié)點板采用高強螺栓連接的屈曲約束支撐，可通過調(diào)節(jié)拼接板消除位置誤差，實現(xiàn)調(diào)整與校正；對于拼接板與節(jié)點板用鉸接銷軸鉸接的屈曲約束支撐，可通過調(diào)節(jié)下端節(jié)點板來消除誤差，實現(xiàn)調(diào)整與校正。

本實施例中，在對屈曲約束支撐進行最終固定時：對于拼接板與節(jié)點板焊接型連接，對屈曲約束支撐的位置校正完畢后進行電焊固定，先焊接上端節(jié)點，后焊接下端節(jié)點；對于拼接板與節(jié)點板用高強螺栓連接，先用臨時螺栓固定，經(jīng)檢查確認符合要求后安裝高強度螺栓，其穿入方向應方便施工，且穿入方向一致；對于拼接板與節(jié)點板通過鉸接銷軸鉸接的，對鉸接孔復核后，先安裝上端的鉸接銷軸，再安裝下端的鉸接銷軸。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。