一种基于抗侧刚度法的外附装配式框架支撑加固设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于抗侧刚度法的外附装配式框架支撑加固设计方法，包括初步确定外附装配式框架

【技术实现步骤摘要】
一种基于抗侧刚度法的外附装配式框架支撑加固设计方法


[0001]本专利技术涉及一种加固设计方法，尤其涉及一种基于抗侧刚度法的外附装配式框架支撑加固设计方法。

技术介绍

[0002]外附子结构整体加固，即利用外附整体子结构与原有结构的协同工作，改变原结构的结构体系，将损伤转移至外附子结构，从而改变原结构的受力状态和变形模式，增强结构整体抗震能力，从而减缓整体抗震需求，是一种结构体系的加固方法。
[0003]我国《建筑抗震加固技术规程》明确指出“防止局部加固增加结构的不规则性，应从整体结构综合抗震能力的提高入手”。然而在操作层面，规范规定的加固方法主要通过提高构件承载力来提高抗震能力，例如增大截面、外包型钢等，而缺少外附子结构整体加固的设计方法。此外，现有的外附子结构整体加固方法主要基于抗侧力的方法，并未考虑结构刚度、楼层需求等因素以及装配式建造、工业化发展等建造趋势。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种能够考虑结构刚度、楼层需求等因素的基于抗侧刚度法的外附装配式螺栓
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预应力型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于抗侧刚度法的外附装配式框架支撑加固设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)初步确定外附装配式框架
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支撑子结构的布置方式与构件尺寸；(2)将加固后的三维空间结构转化为二维平面结构，计算结构设计地震反应谱下的各层设计剪力需求；(3)考虑外附装配式柱轴向变形对外附装配式支撑抗侧刚度的折减和外附装配式梁弯曲变形对外附装配式柱抗侧刚度的折减以及刚度分配时装配误差对抗侧刚度的折减，引入刚度折减系数和装配式系数计算每一个构件的设计剪力需求；(4)计算外附装配式支撑的设计轴力需求、拉压承载力及外附装配式支撑芯板面积，并验证是否满足要求，若不满足则返回步骤(1)，若满足则进入下一步骤；(5)计算外附装配式构件之间、既有结构与外附装配式框架
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支撑子结构之间的连接件数量以及外附装配式框架
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支撑子结构的预应力筋数量；(6)基于动力时程分析，进一步评估加固后的结构在设计地震动与罕遇地震动作用下的性能指标是否满足设计目标，若不满足则返回步骤(1)。2.根据权利要求1所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(2)包括计算结构的基本自震周期；计算设计地震反应谱下的结构基底剪力；将设计基底剪力分配到各个楼层。3.根据权利要求1所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：(3.1)引入刚度折减系数计算外附装配式柱的抗侧刚度和外附装配式支撑的抗侧刚度；(3.2)引入装配式系数，基于刚度分配法计算每一个构件的设计剪力需求。4.根据权利要求3所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(3.1)在计算外附装配式柱的抗侧刚度K
column
和外附装配式支撑的抗侧刚度K
brace
时引入刚度折减系数λ和α
c
，λ反映了外附装配式柱轴向变形对外附装配式支撑抗侧刚度的折减，而α
c
反映了外附装配式梁弯曲变形对外附装配式柱抗侧刚度的折减，计算公式为：弯曲变形对外附装配式柱抗侧刚度的折减，计算公式为：弯曲变形对外附装配式柱抗侧刚度的折减，计算公式为：弯曲变形对外附装配式柱抗侧刚度的折减，计算公式为：其中，E
b
和E
c
分别代表外附装配式支撑和外附装配式柱的弹性模量，A
b
和A
c
分别表示外附装配式支撑和外附装配式柱的横截面积；表示外附装配式梁和外附装配式柱线刚度的比值，i
nb
‑
l
和i
nb
‑
r
分别表示第n层楼对应外附装配式柱的左边和右边外附装配式梁的线刚度，i
n
‑
1b
‑
l
和i
n
‑
1b
‑
r
分别表示第n
‑
1层楼对应外附装配式柱的左边和右边外附装配式梁的线刚度；i
nc
表示第n层楼对应外附装配式柱的线刚度，I
c
表示外附装配式柱的截面惯性矩，h表
示楼层高度，L表示外附装配式支撑的长度。5.根据权利要3所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(3.2)中，对于第n层的总抗侧刚度K
n
，包括既有结构柱的抗侧刚度K
ce
，外附装配式柱的抗侧刚度K
cp
以及外附装配式支撑的抗侧刚度K
cb
，为了考虑预制
‑
装配连接误差对抗侧刚度的折减，引入装配式系数η，既有结构柱、外附装配式柱以及外附装配式支撑的设计剪力需求基于构件刚度与楼层刚度的比值分配，计算公式为：比值分配，计算公式为：比值分配，计算公式为：比值分配，计算公式为：其中，K
ni_ce
、K
ni_cp
和K
ni_b
分别表示第n层楼的第i个既有结构柱、外附装配式柱和外附装配式支撑的抗侧刚度；a
n
、b
n
和c
n
分别表示第n层楼的既有结构柱、外附装配式柱和外附装配式支撑的总数量，F
ni_ce
、F
ni_cp
和F
ni_b
分别表示第n层楼的第i个既有结构柱、外附装配式柱和外附装配式支撑的设计剪力需求；P
x
表示第x楼层设计外荷载需求，表示从第n楼层到第m楼层的总设计外荷载需求之和。6.根据权利要求1所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中外附装配式支撑的设计轴力需求的计算公式为其中，F_axial
ni_b
表示第n层楼的第i个外附装配式支撑的设计轴力需求，θ表示外附装配式支撑与水平轴线的夹角。7.根据权利要求1所述的加固设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中外附装配式支撑的拉压承载能力、外附装配式支撑芯板面...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹徐阳，冯德成，史健喆，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：