2.6 梁端塑性鉸外移加固方法的提出

根據(jù)震害與試驗研究可知，節(jié)點由于受力十分復雜，往往成為框架中最薄弱、最易受損的部位。由于早期的經(jīng)濟與技術(shù)水平，當時的節(jié)點大多存在節(jié)點混凝土強度較低、節(jié)點內(nèi)箍筋配置不足、設計時沒有或缺少考慮抗震要求等問題。隨著研究的深入，人們對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的認識的進一步完善，相應的設計標準就要做一定的修正，如可靠性標準的提高、建筑物所在地抗震設防等級的提高，按照原來標準設計施工的建筑物在新的標準下可能就達不到要求；建筑物在使用過程中使用要求可能會有所改變，其原結(jié)構(gòu)構(gòu)件可能不滿足新的使用要求；同時，建筑物在長期的使用過程中會受到不同程度的損傷，材料發(fā)生老化等。以上種種原因，會使眾多既有框架結(jié)構(gòu)節(jié)點無法滿足現(xiàn)行規(guī)范的延性要求。在這些情況下，人們首先想到的解決辦法就是進行結(jié)構(gòu)加固。

在框架結(jié)構(gòu)中節(jié)點尺寸較小但構(gòu)造相對復雜，并分布著較高的作用應力，增加了加固處理的難度。直交梁與樓板的存在使加固材料難以布置，梁柱端部凹角處較強的拉力和剪力作用需要特殊的錨固處理，柱邊梁塑性鉸引起的梁筋屈服滲透會降低節(jié)點耗能性能與剛度等，這些問題都限制了一些傳統(tǒng)方法的實施，需要提出一些新的加固方法，或?qū)鹘y(tǒng)方法進行一些改良完善，使其適用于節(jié)點加固。

轉(zhuǎn)移梁端塑性鉸已被實踐證明是一種有效的改善節(jié)點性能的措施，其指導思想是對梁配筋采取措施以加強柱邊截面的抗彎強度，迫使塑性鉸離開柱邊一定距離形成，從而推遲或避免柱邊梁筋進入屈服，使節(jié)點內(nèi)梁筋粘結(jié)性能得到保證。為了實現(xiàn)塑性鉸外移，必須使柱面處梁截面抗彎強度超過預期梁鉸處的抗彎強度，在加固時，這一點可以通過在柱邊一定范圍內(nèi)布置加固材料實現(xiàn)，角鋼或焊接鋼板由于具有良好的韌性、較高的強度、焊接性能和表面性能等特點，符合作為轉(zhuǎn)移梁端塑性鉸加固材料的要求。

角鋼或焊接鋼板置于節(jié)點周圍的梁柱表面，通過對拉螺栓固定，如圖2.21所示。這種方法具有如下一些主要特點：

圖2.21 加固效果圖

1）實現(xiàn)梁端塑性鉸外移。角鋼角肢或鋼板可以提高梁柱加固段的截面抗彎強度，使加固節(jié)點滿足外移梁端塑性鉸的要求，節(jié)點延性提高。

2）提高節(jié)點承載力、減小節(jié)點核心區(qū)變形。節(jié)點對角混凝土受到的較大壓應力轉(zhuǎn)移至角鋼角肢或鋼板端部，拉壓桿面積增大，節(jié)點抗剪承載力提高；加固段梁柱截面抗彎剛度增加，梁柱端部變形減小，節(jié)點剪切變形隨之減小。

3）改善貫穿節(jié)點核心區(qū)梁筋的粘結(jié)性能。梁筋錨固長度增加，且對拉螺栓使角鋼或焊接鋼板在加固段混凝土上作用有預加壓力，梁筋粘結(jié)強度在壓力作用下得到提高。

4）同時加固梁柱端，不會違背強柱弱梁的設計原則；且易于選材，方便施工，基本不會對原結(jié)構(gòu)造成損傷，幾乎不增加原構(gòu)件的截面尺寸與重量。