屈曲约束支撑在框架结构加固中的应用分析

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1、屈曲约束支撑在框架结构加固中的应用分析：本章拟结合工程实例，阐述屈曲约束支撑在中小学校舍抗震加固工程中的应用，比较了加固前后结构整体性能指标。结果表明采用屈曲约束支撑加固，在改善抗震性能方面取得了良好的效果，能够有效控制结构扭转[1]。同时，采用屈曲约束支撑加固较传统加固方式而言，具有施工速度快、较为经济和维修更换方便等特点，是一种具有广阔应用前景的耗能减震构件。　　关键词:屈曲约束支撑；框架结构；加固　　：K826.16：A：　　　　1工程实例简介　　2008年的汶川地震造成国家巨大经济损失和人员死亡，同时大量中小学校舍

2、倒塌，致使很多中小学生罹难。安徽地区在全省中小学校开展校舍安全鉴定、进行抗震加固、提高综合防灾能力建设，使学校校舍达到重点设防类抗震设防标准，并对于不符合鉴定要求的建筑物要进行相应的加固处理。　　本次加固设计的建筑为合肥市包河区元一柏庄小学教学楼。建于2003年，混凝土框架结构，建筑面积约6200，建筑物长约100m，宽约50m，层高3.9m，主体结构四层，屋顶有两处局部突起，建筑物平面布置不对称，呈明显的锯齿形（图1）；建筑物内大空间的房间较多（图2），跨度较大，房间平面布置没有规律性，大小房间交错布置；楼梯沿着建筑物的

3、外边缘设置（图3），对于结构的抗震极为不利；建筑物悬挑装饰构件较多（图4），悬挑长度较大，对于建筑物在地震中的安全性没有保障。　　　　　　图1柏庄小学正立面图2大空间活动厅　　　　　　图3柏庄小学侧面楼梯图4外装饰构件　　建筑物平面凹凸不规则，一侧凹进尺寸大于投影方向总尺寸的30%，不满足《建筑抗震设计规范》第3.4.2条；而且作为复杂体型建筑，教学楼也未设置结构缝，不满足《建筑抗震设计规范》第3.4.5条。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第6.0.8条的要求，中、小学的教学用房和学生宿舍、食堂等建

4、筑的抗震设防类别划分为乙类，其抗震措施提高一度，依据《建筑抗震设计规范》第6.1.2条，中小学校舍房屋的混凝土框架等级由以前的三级提高到二级。框架等级的提高就必然形成结构物梁柱等构件的配筋不足，计算现有建筑物配筋的不足情况、采取何种方式加固及加固前后的对比情况是本章介绍的重点。　　2采用屈曲约束支撑加固　　首先依据原有结构图纸和现场确认，采用结构设计软件对建筑物进行建模，模型平面图如图5所示。　　　　　　图5元一柏庄小学模型平面图　　　　其次，按照建筑物提高抗震等级后的设计参数，利用结构设计软件对结构进行设计，得到各层梁、

5、柱的配筋图，将梁、柱配筋图与原设计的梁、柱配筋图进行比较，可以得到所有缺少配筋的构件。计算对比分析得出房屋大量结构构件配筋面积不足，14个框架梁端部负弯矩纵筋配筋不足，6根次梁负弯矩纵筋配筋不足，82根柱纵筋配筋不足，6根柱的箍筋配筋不足，另外还有14根柱轴压比不满足要求。计算结果显示该教学楼扭转效应较为明显，扭转振型出现在第二周期，扭转系数值为0.68。　　按照传统加固方法[2]，对于梁端负弯矩处配筋不足，采用在梁顶部粘钢加固；对于纵筋和箍筋不足的柱采用包角钢和钢箍加固方法；采用浇注混凝土扩大截面尺寸的方法法，来满足柱构

6、件轴压比的要求。　　如果采用传统加固方法，逐个进行外包钢或扩大截面加固，将带来很大的施工量和较长的施工工期[3]；此外，边柱和角柱的加固作业将影响外立面和原有建筑功能和风格。对于中小学建筑受功能和时间影响突出的情况下，必须采用加固周期短的方式，传统加固方法就显得不是很适用。因此，结合工程实际情况，提出采用屈曲约束支撑加固的方案。　　为了解决建筑物整体抗震性能差以及配筋大量不足的问题，在建筑物某些部位设置屈曲约束支撑。经过反复调算，加设屈曲约束支撑的平面布置图如图6所示，在每一轴上设置的支撑在楼层竖向分布如图7所示，共计使用

7、34根屈曲约束支撑，包括四种型号（BRB1、BRB2、BRB3、BRB4）。　　　　图6屈曲约束支撑平面布置图　　节点设计是加固工程中重要的一点，也是抗震设计中非常关键的环节，节点的破坏在建筑物的破坏中所占比重较大，所以节点设计需要重点设计。屈曲约束支撑和梁、柱之间连接采用25mm厚钢板（Q235B）焊接，钢板与现有梁、柱：本章拟结合工程实例，阐述屈曲约束支撑在中小学校舍抗震加固工程中的应用，比较了加固前后结构整体性能指标。结果表明采用屈曲约束支撑加固，在改善抗震性能方面取得了良好的效果，能够有效控制结构扭转[1]。同时，

8、采用屈曲约束支撑加固较传统加固方式而言，具有施工速度快、较为经济和维修更换方便等特点，是一种具有广阔应用前景的耗能减震构件。　　关键词:屈曲约束支撑；框架结构；加固　　：K826.16：A：　　　　1工程实例简介　　2008年的汶川地震造成国家巨大经济损失和人员死亡，同时大量中小学校舍倒塌，致使很多中小