在加固設計中，結(jié)構(gòu)剛度突變是一個關鍵問題，因為它可能影響結(jié)構(gòu)的自振特性，為了確保加固后的結(jié)構(gòu)仍然具有良好的動態(tài)響應性能，需要對結(jié)構(gòu)進行細致的設計和分析。，在進行加固設計時，應確保新增加的構(gòu)件或材料與原有結(jié)構(gòu)相適應，以避免剛度突變，這可以通過選擇合適的材料和尺寸來實現(xiàn)，以確保新構(gòu)件與原有結(jié)構(gòu)之間的連接能夠有效地傳遞力和力矩。，應考慮結(jié)構(gòu)的整體性和局部性，這意味著在加固設計過程中，應將整體結(jié)構(gòu)作為一個整體來考慮，以確保新構(gòu)件不會對整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，也要注意到局部結(jié)構(gòu)的特殊性，例如梁、柱等，這些部分的剛度變化可能會對整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。，應采用適當?shù)姆椒▉砟M和預測加固后的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應，這可以通過有限元分析、振動臺試驗或其他相關技術(shù)來實現(xiàn)，通過這些方法，可以評估加固后的結(jié)構(gòu)是否能夠滿足設計要求，并確保其在預期的使用條件下具有良好的動態(tài)響應性能。

一、遵循規(guī)范要求控制剛度比

1. 框架結(jié)構(gòu)
   • 抗規(guī)和高規(guī)對框架結(jié)構(gòu)剛度比要求一致，即本層剛度應不小于上層的70%及上三層平均值80%的比值。在設計中需按此標準計算和控制各層剛度，避免出現(xiàn)本層剛度突然低于規(guī)范要求的情況。若剛度比不滿足規(guī)范要求，按照從嚴控制原則，如PKPM軟件會取1.25的樓層剪力放大系數(shù)，這就要求在加固設計時提前考慮，避免出現(xiàn)需要如此大系數(shù)調(diào)整的情況，確保剛度漸變。
2. 非框架結(jié)構(gòu)
   • 抗規(guī)計算與要求：按照層間剪力與層間位移計算剛度比，要求本層剛度不小于上層的70%及上三層平均值80%的比值。加固設計時需依據(jù)此計算方法對結(jié)構(gòu)各層進行評估，保證剛度的平穩(wěn)過渡，避免加固后某層剛度突變。
   • 高規(guī)計算與要求：按層間剪力與層間位移計算剛度比并考慮層高不同的影響，限值按照90%、110%或150%控制。特別是對于底部嵌固端的判斷，如在SATWE程序中，嵌固端所在層號為1時才會出現(xiàn)1.5的限值（對于非框架結(jié)構(gòu)底部嵌固層150%的控制），否則按照0.9或1.1判斷。對于帶地下室結(jié)構(gòu)，地下室頂板嵌固時（嵌固端所在層號為地下室層數(shù) + 1），±0位置按0.9或1.1判斷。加固過程中要依據(jù)這些規(guī)定，保證加固后的結(jié)構(gòu)剛度在不同層之間合理變化，避免突變。

二、從結(jié)構(gòu)體系角度考慮

1. 均勻加固構(gòu)件
   • 在加固設計時，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固應盡量均勻分布。例如，若只對局部少量構(gòu)件進行過度加固，可能會導致這些構(gòu)件剛度突然增大，改變結(jié)構(gòu)剛度分布。應從整體結(jié)構(gòu)體系出發(fā)，根據(jù)各構(gòu)件的實際受力和剛度情況，制定合理的加固方案，使加固后的構(gòu)件剛度均勻變化，確保結(jié)構(gòu)整體剛度不會出現(xiàn)突變。
2. 保持豎向受力構(gòu)件連續(xù)性
   • 抗震加固設計時要保證豎向受力構(gòu)件連續(xù)，這有助于維持結(jié)構(gòu)剛度在豎向的平穩(wěn)過渡。如果豎向受力構(gòu)件在加固過程中出現(xiàn)中斷或連接不合理的情況，可能會造成剛度傳遞的不順暢，進而引發(fā)剛度突變。比如在對柱子加固時，要確保加固措施不會破壞柱子與上下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接關系，保證力的有效傳遞，從而避免剛度突變的產(chǎn)生。

三、考慮加固對自振特性的影響

1. 避免地震作用下的不利影響
   • 加固后結(jié)構(gòu)自振特性會改變，可能引起地震作用加大。在加固設計時，要考慮這種變化對結(jié)構(gòu)剛度的影響。如果加固方案導致結(jié)構(gòu)自振周期發(fā)生較大改變，可能會使結(jié)構(gòu)在地震作用下的剛度需求發(fā)生變化，從而可能引發(fā)剛度突變。因此需要通過合理的加固設計，如選擇合適的加固材料和方法，使加固后的結(jié)構(gòu)自振特性變化處于合理范圍，避免因地震作用變化而導致剛度突變。
2. 減少扭轉(zhuǎn)效應
   • 在加固設計中，增設構(gòu)件或加強原有構(gòu)件時，要考慮減少整個結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應的可能性。因為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)會使結(jié)構(gòu)不同部位受力不均，進而影響剛度分布。如果加固措施不當，可能會加劇扭轉(zhuǎn)效應，導致部分區(qū)域剛度突變。應通過合理布置加固構(gòu)件的位置和數(shù)量等方式，減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應，保證結(jié)構(gòu)剛度的均勻性。

四、合理選擇加固方法和材料

1. 加固方法的適應性
   • 不同的加固方法對結(jié)構(gòu)剛度的影響不同。例如增大截面加固法會較大幅度增加構(gòu)件的剛度；而粘貼纖維復合加固法對構(gòu)件剛度的增加相對較緩和。在加固設計時，要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況，如結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、已有損傷程度等，選擇合適的加固方法，避免因加固方法選擇不當造成剛度突變。
2. 材料特性的影響
   • 加固材料的特性也會影響結(jié)構(gòu)剛度。比如某些高強度加固材料可能會使加固后的構(gòu)件剛度提升過快，導致與周邊構(gòu)件剛度不協(xié)調(diào)。在選擇加固材料時，要綜合考慮材料的彈性模量、強度等特性，確保加固后的結(jié)構(gòu)剛度能夠平穩(wěn)過渡，避免出現(xiàn)突變情況。

框架結(jié)構(gòu)剛度比控制要點

非框架結(jié)構(gòu)加固設計技巧

抗震加固中豎向構(gòu)件處理

加固設計對自振特性影響

2023-08-07"