钢结构工程抗震加固技术及其发展【荐】.pdfVIP

第十一届全国现代结构工程学术研讨会 钢结构工程抗震加固技术及其发展 冯宁宁 张士胜 (山东科技大学土建学院，青岛266510)(山东省粱山县建筑工程质量监督站，山东梁山279600) 摘要：钢结构工程抗震加固一直是我国结构工程界关注的领域，进一步提高建筑物的抗震加固技术也是当今国际上工程抗 震领域的重要研究课题。随着技术的不断进步，应用范围也不断扩大。本文结合国内外的钢结构工程抗震加固实例 主要介绍了六种钢结构加固技术，并进行了综合比较，得出一些具有工程应用指导意义的结论。 关键词。钢结构工程，抗震，加固技术 一、引言 目前，我国钢结构建筑产业已进入一个新的发展阶段，有关规范和标准【14】已经出台，国内钢材产量充 足，有了一批钢结构建筑的试点和示范的建设经验和科技成果，钢结构建筑的发展已具备了较好的物质和 技术基础。在建设工业化方面，日本、美国、澳大利亚、法国、瑞典、丹麦是最具典型性的国家，作为各 国国民经济的支柱产业，建筑产业在各国的经济发展中发挥着积极的推动作用。但由于钢结构存在缺陷和 损伤或改变使用条件，经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时，应对钢结构进行加固。 特别是汶川，海地，日本等地地震的爆发，使得钢结构建筑工程抗震加固技术也越来越备受关注。本文首 先简述了目前主要的六种钢结构加固技术：屈曲约束支撑，钢一混凝土组合抗侧力结构，CFRP加固钢结构技 术，消能支撑结构，粘滞阻尼减震结构，隔震加固技术，然后对上述加固技术进行了综合比较。 上干差饥辰刀回坟小工程抗震力一W固技术 (一)屈曲约束支撑 屈曲约束支撑的原理比较简单：在核心支撑的外面套一个约束构件，使核心支撑在受有压力的时候不 发生屈曲，而是与受拉一样发生屈服，从而能够大量吸收输入整个体系的能量。其内核钢支撑和外包钢管 之间不连接，或者在内核与外包钢筋混凝土或钢管混凝土之间涂屈曲约束漆形成滑移界面，而且仅内核钢 支撑与框架结构连接，以保证压力和拉力都只由内核钢芯承受且不发生屈曲pJ。 屈曲约束支撑具有良好的抗震性能，在日本、美国得到了越来越广泛的应用睁12】。目前对带有屈曲约束 支撑的框架结构抗震性能的研究者主要集中在屈曲约束支撑框架的抗震性能【l孓141，把它们作为支撑或阻尼 器使用在高层建筑结构中。 国内研究现状屈曲约束支撑在我国的研究还处于初级阶段，陈正诚对用低屈服点钢材制成的届曲约束 6】等提出一种有双核心断面及由双侧撑单元组成的双钢 支撑的恢复力特性进行了研究【15】。台湾学者蔡克铨【l 管型搭接式的屈曲约束支撑其中核心至少需为单对称的断面几何形状，如T型及一字型断面，而外包构件 则选择钢管内充填混凝土所组成的构件，两外包构件之间用连接元件连接起来见图1的简化图。蔡克铨对 这种新型的屈曲约束支撑做了相关的试验研究并进行了理论分析【l¨。 工业建筑2011增刊 第十一届全国现代结构工程学术研讨会 + 1一核心钢构件；2一无粘结材料；3一钢管(屈曲约束部分)： 4-混凝土(砂浆)；5一屈曲约束支撑 图1双核心断面及由双侧撑单元组成的双钢管型搭接式的屈曲约束支撑 (二)钢一混凝土组合抗侧力结构 钢．混凝土组合抗侧力结构，由直立的钢筋混凝土墙和钢斜撑组成。这种抗侧力结构与剪力墙结构相比， 具有空间开阔的优点。与钢斜撑框架结构相比，具有用钢量小，施工方便的优点，而且刚度较大。这种结 构符合钢结构加固方法中改变结构计算图形【l8】的思想，即改变了荷载的分布状况、传力途径、节点性质和 边界条件，增设附加杆件和支撑。采用改变结构计算图形的加固方法，设计与施工应紧密配合，加设支撑 以增加刚度，以提高结构的抗震性能。增设支撑或辅助杆件，以减少构件的长细比，提高构件的稳定性【191。 为了进一步提高整体结构的抗震能力，在钢斜撑上可以加设摩擦阻尼节点，在大震的情况下，摩擦阻 尼节点开始耗散