增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的方法，通过判定钢筋混凝土框架的破坏模式及其是否需要加固，若判定为节点需要抗震加固；以节点的抗弯强度大于梁的抗弯强度为目标，计算节点的加固需求量；通过节点的加固需求量确定增设翼墙的参数，从而实现对钢筋混凝土框架梁柱中间节点的加固，解决了在工程中采用增设翼墙法加固钢筋混凝土框架的梁柱中间节点时，无法对翼墙的材料和几何参数进行定量设计的问题，实现对既有结构是否需要加固的判定，对于经过判定需要加固的结构，定量计算加固需求，实现对翼墙的混凝土强度

【技术实现步骤摘要】
增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法


[0001]本专利技术属于建筑工程抗震
，具体涉及一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法
。

技术介绍

[0002]新颁布的工程抗震设计规范对建筑结构的安全要求越来越高，比如提高了建筑结构的荷载分项系数
、
安全系数等，导致如果按照新规范评价老旧建筑物的抗震性能，很多不能满足要求
。
另外，许多老旧建筑物特别是村镇建筑没有经过工程师的专业设计，仅仅依靠业主和施工队的经验建造；某些工程的施工，存在施工人员专业知识缺乏
、
现场管理不严的情况，没有按照设计图纸进行施工，导致建筑的细部构造不满足抗震要求，比如在梁柱节点内少配置或未配置箍筋
。
[0003]“强柱弱梁
、
强剪弱弯
、
强节点弱构件”是建筑结构抗震设计应遵循的一条基本原则
。
然而，国内外地震灾害调查表明，许多钢筋混凝土框架在地震中，发生了梁柱节点的剪切破坏
。
节点的剪切破坏属于脆性破坏，耗能能力低，并容易形成建筑结构的整体坍塌机制，无法实现“大震不倒”的抗震设防目标
。
针对钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震加固，国内外学者提出了在节点周围粘贴碳纤维布
、
在梁端加钢支撑等方法，但这些方法存在工程造价高
、
施工难度大
、
防火与耐久性差等缺陷
。
[0004]在既有框架柱的侧面增设钢筋混凝土翼墙被广泛应用于针对框架柱的抗震加固；并且，已经有研究通过试验和数值模拟证明了该方法能够有效提升梁柱节点的承载力，避免地震作用下节点先于梁柱构件破坏
。
增设钢筋混凝土翼墙法不但能够提升钢筋混凝土柱的抗震性能，同时能够提升梁柱节点的抗震性能，使结构形成理想的梁端弯曲破坏模式；该法所需的材料获取简单
、
施工容易
、
不受直交梁的影响
、
造价低
、
防火与耐久性好，是一种理想的梁柱节点抗震加固方法
。
但是，增设翼墙法作为一种新型的钢筋混凝土梁柱节点的抗震加固方法，目前还处于实验室验证阶段，没有工程应用的先例，没有经验可以作为工程设计的参考
。
需要一种设计方法，解决在工程上对既有钢筋混凝土梁柱节点进行加固设计时，如何确定翼墙的参数问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决在工程中采用增设翼墙法加固钢筋混凝土框架的梁柱中间节点时，无法对翼墙的材料和几何参数进行定量设计的问题，提出增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的方法，实现对既有结构是否需要加固的判定，对于经过判定需要加固的结构，定量计算加固需求，实现对翼墙的混凝土强度
、
翼墙配筋
、
植筋数量
、
翼墙尺寸的确定
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，包括，
[0008]S1
，通过计算得到在危险截面处产生弯曲破坏时，左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
、
右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
、
上柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,t
以及下柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,d
，判定钢筋混凝土框架的破坏模式及其是否需要抗震加固，若判定为节点需要抗震加固；
[0009]S2
，以节点的抗弯强度大于梁的抗弯强度为目标，计算节点的加固需求量；
[0010]S3
，通过节点的加固需求量确定增设翼墙的参数，从而实现对钢筋混凝土框架梁柱中间节点的加固
。
[0011]优选的，所述
S1
的具体过程为：
[0012]根据按照钢筋混凝土框架的构件的截面尺寸
、
配筋和材料强度分别计算得到左梁抗弯承载力
M
bu,l
、
右梁抗弯承载力
M
bu,r
、
上柱抗弯承载力
M
cu,t
、
下柱抗弯承载力
M
cu,d
和节点抗弯承载力
M
ju
，再计算出在危险截面处产生弯曲破坏时，左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
、
右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
、
上柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,t
以及下柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,d
；
[0013]对比
j
M
bu,l
+
j
M
bu,r
，
j
M
cu,t
+
j
M
cu,d
和
M
ju
的大小，判断钢筋混凝土框架的破坏模式；
[0014]若
j
M
bu,l
+
j
M
bu,r
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为梁受弯破坏，属于理想的破坏模式，不需要加固；
[0015]若
j
M
cu,t
+
j
M
cu,d
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为柱弯曲破坏，需要对柱进行抗震加固；
[0016]若
M
ju
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为节点破坏，不满足抗震规范强节点弱构件的规定，则需要对节点进行抗震加固
。
[0017]优选的，所述左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
的计算过程为：
[0018][0019]式中：
M
bu,l
为左梁抗弯承载力，
l
b
为梁的长度，
l
b
/2
为半长梁的长度，
h
c
为柱截面宽度，
h
c
/2
为柱的半截面宽度
。
[0020]优选的，所述右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
的计算过程为：
[0021][0022]式中：
M
bu,r
为右梁抗弯承载力，
l
b
为梁的长度，
l
b
/2
为半长梁的长度，
h...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，包括，
S1
，通过计算得到在危险截面处产生弯曲破坏时，左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
、
右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
、
上柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,t
以及下柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,d
，判定钢筋混凝土框架的破坏模式及其是否需要抗震加固，若判定为节点需要抗震加固，则进行
S2
；
S2
，以节点的抗弯强度大于梁的抗弯强度为目标，计算节点的加固需求量；
S3
，通过节点的加固需求量确定增设翼墙的参数，从而实现对钢筋混凝土框架梁柱中间节点的加固
。2.
根据权利要求1所述的一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，所述
S1
的具体过程为：按照钢筋混凝土框架的构件的截面尺寸
、
配筋和材料强度分别计算得到左梁抗弯承载力
M
bu,l
、
右梁抗弯承载力
M
bu,r
、
上柱抗弯承载力
M
cu,t
、
下柱抗弯承载力
M
cu,d
和节点抗弯承载力
M
ju
，再计算出在危险截面处产生弯曲破坏时，左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
、
右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
、
上柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,t
以及下柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,d
；对比
j
M
bu,l
+
j
M
bu,r
，
j
M
cu,t
+
j
M
cu,d
和
M
ju
的大小，判断钢筋混凝土框架的破坏模式；若
j
M
bu,l
+
j
M
bu,r
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为梁受弯破坏，属于理想的破坏模式，不需要加固；若
j
M
cu,t
+
j
M
cu,d
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为柱弯曲破坏，需要对柱进行抗震加固；若
M
ju
最小，钢筋混凝土框架的破坏模式为节点破坏，不满足抗震规范中强节点弱构件的规定，则需要对节点进行抗震加固
。3.
根据权利要求1所述的一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，所述左梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,l
的计算过程为：式中：
M
bu,l
为左梁抗弯承载力，
l
b
为梁的长度，
l
b
/2
为半长梁的长度，
h
c
为柱截面宽度，
h
c
/2
为柱的半截面宽度
。4.
根据权利要求1所述的一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，所述右梁对应的节点中心处弯矩
j
M
bu,r
的计算过程为：式中：
M
bu,r
为右梁抗弯承载力，
l
b
为梁的长度，
l
b
/2
为半长梁的长度，
h
c
为柱截面宽度，
h
c
/2
为柱的半截面宽度
。5.
根据权利要求1所述的一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，所述上柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,t
的计算过程为：
式中：
M
cu,t
为上柱抗弯承载力，
l
c
为柱的高度，
l
c
/2
为半高柱的高度，
h
b
为梁截面高度，
h
b
/2
为梁的半截面高度
。6.
根据权利要求1所述的一种增设翼墙法加固钢筋混凝土框架梁柱中间节点的设计方法，其特征在于，所述下柱对应的节点中心处弯矩
j
M
cu,d
的计算过程为：式中：
M
cu,d
为下柱抗弯承载力，
l
c
为柱的高度，
l
c
/2
为半高柱的高度，
h
b
为梁截面高度，
h
b
/2
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曰兵，真田靖士，张庆宇，邢爽，严琪，王航，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：