带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构的制作方法

本发明涉及土木工程抗震加固技术领域，具体是一种带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构。

背景技术：

传统结构是利用梁柱本身“硬碰硬”的抗震形式消耗能量，而消能减震技术是在结构关键部位设置阻尼器，通过阻尼器的变形来耗散地震能量，减小结构的地震反应，减轻结构的损伤程度。软钢阻尼器的滞回特性稳定，低周疲劳特性良好，且不受环境温度影响，除此之外，软钢阻尼器构造简单，震后更换方便，减震机理明确，减震效果显著。近年来，国内外已研究开发了多种形式的软钢阻尼器，如加劲阻尼器、圆环形阻尼器、剪切板阻尼器、双功能软钢阻尼器等。

附加整体子结构加固就是利用附加整体子结构与原有结构的协同工作，不但可以有效改善结构的整体受力状态，提高结构的抗震性能，而且在加固施工期间可以尽量不中断建筑结构的正常使用，是一种经济、合理、高效的结构体系加固方法。目前多数附加子结构加固需进行子结构的现浇作业，会产生污染和噪音，施工周期繁杂漫长。此外，附加子结构多为外附的方式，在一定程度上占用了周围空间，且存在连接及协同工作等问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构，包括待加固的原框架结构，内嵌框架结构以及剪切软钢阻尼器，内嵌框架结构位于原框架结构平面内，内嵌框架结构包括内嵌框架梁和内嵌框架柱，内嵌框架梁、内嵌框架柱在中间位置断开，并在断开处设置剪切软钢阻尼器；预应力筋分别穿过内嵌框架梁、内嵌框架柱，并锚固在相连的剪切软钢阻尼器上，内嵌框架与原框架之间预留缝隙，通过封缝灌浆进行连接。

其中，剪切软钢阻尼器放置在内嵌框架梁、内嵌框架柱的中间位置，水平地震荷载下，内嵌框架梁、内嵌框架柱中部弯矩小、剪力大，通过剪切软钢阻尼器的塑性变形，限制结构的层间位移，控制结构损伤位置，消耗地震能量。

其中，剪切软钢阻尼器包括两侧槽板和闭合软钢圈，两侧槽板开有锚固孔，内嵌框架结构中的预应力筋穿过槽板的锚固孔，锚固在槽板上；两侧槽板上间隔突出软钢块，软钢块净距为闭合软钢圈的厚度，以便嵌入闭合软钢圈；软钢块与闭合软钢圈对应位置开连接孔，通过穿入螺栓，拧紧螺帽将槽板与软钢圈连接。

其中，内嵌框架梁和内嵌框架柱在预制时，预埋波纹管以便张拉预应力筋；原框架结构包括原框架梁和原框架柱，原框架梁上下面、原框架柱左右面、内嵌框架连接面凿毛处理，以增强原框架结构与内嵌框架结构的连接性能；内嵌框架结构吊装就位后，与原框架结构间留有10-15mm的灌浆缝。

其中，在与内嵌框架柱内波纹管对应的原框架梁上开贯通孔，预应力筋穿过贯通孔及两侧的内嵌框架柱的波纹管，张拉后锚固在相邻的剪切软钢阻尼器的槽板上；在与内嵌框架梁波纹管对应的原框架柱、内嵌框架柱上开贯通孔，预应力筋穿过贯通孔及两侧的内嵌框架梁波纹管，张拉后锚固在相邻的剪切软钢阻尼器的槽板上。

其中，预应力筋锚固后，采用水泥砂浆封灌浆缝，并将拌制好的灌浆料灌入灌浆缝。

有益效果：本发明的一种带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构，具有以下有益效果：

1、附加整体子结构不但以其自身的抗震承载能力和耗能能力贡献于加固后的整体结构的抗震能力，还可改善原结构的受力状态和变形模式，使结构形成更合理的损伤屈服机制，从而使原结构的抗震能力得到更充分的利用。

2、剪切软钢阻尼器放置在内嵌框架梁、内嵌框架柱的中间位置，水平地震荷载下，内嵌框架梁、内嵌框架柱中部弯矩小，剪力大，通过剪切软钢阻尼器的塑性变形，限制结构的层间位移，控制结构损伤位置，消耗地震能量，震后可通过更换软钢圈实现结构快速修复；预应力筋可以减少结构的残余位移，提高结构的刚度，实现自复位功能。

附图说明

图1为本发明中剪切软钢阻尼器构造图；

图2为本发明中剪切软钢阻尼器示意图；

图3为本发明中内嵌框架连接示意图；

图4为本发明中内嵌框架与原框架连接示意图；

图5为本发明中内嵌框架与原框架连接细部图；

图6为本发明中内嵌框架与原框架连接正视图；

图7为本发明中内嵌框架与原框架连接完成示意图；

图8为本发明中内嵌框架与原框架连接完成正视图；

图9为本发明中原框架示意图；

图10为本发明中原框架加固完成示意图；

图11为本发明中原框架加固完成正视图；

图中：1-原框架结构，2-内嵌框架结构，3-内嵌预制梁，4-内嵌预制柱，5-原框架梁，6-原框架柱，7-剪切软钢阻尼器，8-内嵌预制梁中的预应力筋，9-内嵌预制柱中的预应力筋，10-槽板，11-闭合软钢圈，12-软钢块，13-连接孔，14-贯通孔，15-锚固孔，16-连接螺栓，17-螺帽，18-波纹管，19-灌浆料，20-灌浆缝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明公开了一种带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构，其发明思路是：内嵌预制梁3、内嵌预制柱4与原结构1平面内连接并协同工作，内嵌框架梁3、内嵌框架柱4在中间位置断开，并设置剪切软钢阻尼器7；内嵌预制梁中的预应力筋8、内嵌预制柱中的预应力筋9实现结构自复位，剪切软钢阻尼器7消耗地震能量。

具体地，如图1-2所示，剪切软钢阻尼器7由三部分组成，两侧的槽板10以及中间的闭合软钢圈11；两侧的槽板10开有锚固孔15，内嵌框架结构2中的预应力筋8和预应力筋9穿过锚固孔15，锚固在槽板10上；两侧槽板10间隔突出软钢块12，软钢块12净距为闭合软钢圈11的厚度，以便嵌入闭合软钢圈11；软钢块12与软钢圈11对应位置开连接孔13，通过穿入螺栓16，拧紧螺帽17将槽板10与软钢圈11连接。剪切软钢阻尼器7放置在内嵌框架梁3、内嵌框架柱4的中间位置，水平地震荷载下，内嵌框架梁3、内嵌框架柱4中部弯矩小，剪力大，通过剪切软钢阻尼器7的塑性变形，限制结构的层间位移，控制结构损伤位置，消耗地震能量。

如图3-8所示，本发明包括待加固的原框架结构1，内嵌框架结构2以及剪切软钢阻尼器7。内嵌框架2位于原框架结构1平面内。预应力筋8、预应力筋9分别穿过内嵌框架梁3、内嵌框架柱4，并锚固在相连的剪切软钢阻尼器7。内嵌框架2与原框架1之间预留灌浆缝20，通过封缝灌浆进行连接。

内嵌框架梁3、内嵌框架柱4在预制时，预埋波纹管18以便张拉预应力筋8和预应力筋9。原框架结构1包括原框架梁5和原框架柱6，原框架梁5上下面、原框架柱6左右面、内嵌框架结构2连接面应适当凿毛处理，以增强原框架结构1与内嵌框架结构2的连接性能；内嵌框架梁3、内嵌框架柱4吊装就位后，与原框架结构1间留有10-15mm的灌浆缝20。在与内嵌框架柱4的波纹管18对应的原框架梁5上开贯通孔14，预应力筋9穿过贯通孔14及两侧的内嵌框架柱波纹管18，张拉后锚固在相邻的剪切软钢阻尼器7的槽板10上；在与所述内嵌框架梁3的波纹管18对应的原框架柱6、内嵌框架柱4上开贯通孔14，预应力筋8穿过贯通孔14及两侧的内嵌框架梁波纹管18，张拉后锚固在相邻的剪切软钢阻尼器7的槽板10上。

如图9-11所示，对于原框架结构1的边节点、角节点附近的内嵌框架结构2的构件，预应力筋8、预应力筋9穿过波纹管18与贯通孔14后，一端锚固在相邻的剪切软钢阻尼器7的槽板10上，另一端锚固在原框架1构件上；预应力筋8、预应力筋9锚固后，采用水泥砂浆封灌浆缝20，并将拌制好的灌浆料19灌入灌浆缝20。灌浆料19流动性强，具有优异的自密实性能，因此灌浆料19灌入后不需要搅拌即可填充所有的空隙；加固完成。

内嵌框架结构2与原框架结构1平面内连接，并在加固后协同工作；剪切软钢阻尼器7产生塑性变形，限制结构的层间位移，控制结构损伤位置，消耗地震能量，震后可通过更换软钢圈11实现结构快速修复。预应力筋8、预应力筋9可以减少结构的残余位移，提高结构的刚度，实现结构自复位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。