消能减震加固技术规程（征求意见稿）[93页]

1、中国工程建设协会标准消能减震加固技术规程Technical specification for seismic energyDissipation of strengthening structure（征求意见稿）CECS XXX:201X主编单位：中国建筑科学研究院 批准单位：中国工程建设标准化协会 施行日期：201X年XX月XX日XXXXXX出版社201X年北京根据中国工程建设标准化协会关于印发2013年第二批工程建设协会标准 制订、修订计划的通知（建标协字2013119号）的要求，规程编制组经广泛 调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征 求意见的慕础上，编

2、制本规程。本规程的主要内容是：总则、术语和符号、基本规定、设计计算、消能器计 算性能及检验要求、钢筋混凝土结构、钢结构、消能部件连接构造与设计、施工、 验收和维护。本规程由中国工程标准化协会负责管理和对条文的解释，由中国建筑科学研 究院负责具体内容的解释。在执行过程中，如有意见或建议，请寄送中国建筑科 学研究院（地址：北京市北三环东路30号,邮政编码:100013 ）o本规程主编单位：中国建筑科学研究院本规程参编单位:XXXXXXXXXX本规程主要起草人员：XXXX本规程主要审查人员：XXXX11 总则-1 -2 术语和符号22.1术语22.2符号33 基本规定53.1 一般规定53.2消能器

3、皋本要求63.3计算要求63.4结构加固设计83.5消能部件与节点104 设计计算114.1 一般规定114.2地震反应谱与地震波134.3消能减霊加固验算174.4结构承载力验算235 消能器技术性能及检验要求255一般规定255.2金属消能器255.3 .摩擦消能器275.4黏滞消能器296 钢筋混凝土结构306一般规定306.2计算要点316.3钢筋混凝土结构基本构造措施336.4钢筋混凝土消能子结构加固方法357 钢结构407一般规定407.2计算要点417.3构造要求438 消能部件连接构造与设计46一般规定468.2支撑、墙墩、柱墩构造要求468.3节点设计要求479 施工、验收和

4、维护要求499.1施工499.2验收499.3维护509.4灾后检验51本规程用词说明53引用标准名录54条文说明5521 General Provisions2 Terms and symbols2.1 Terms2.2 Symbols3 Basic RequirementsContents1错误!未定义书签。 错误!未定义书签。3.1 General Requirements53.2 Basic Requirements of Energy Dissipation Devices63.3 Essentials in Calcuation63.4 Requirements for Desig

5、n of Strengthening83.5 Connecting Details104 Technical specification for seismic energy Dissipation of strengthening structure114.1 General Requirements114.2 Earthquake Response Spectrum1343 Calculation Model of Seismic Energy Dissipation174.4 Calculation of Capacity 235 Technical Characteristics of

6、 energy dissipation devices and Inspection Requirements255.1 General Requirements255.2 Metal Dissipation Devices255.3 Friction Dissipation Devices 275.4 Viscous energy dissipation device 296 Reforcement Concrete Structures306.1 General Requirements306.2 Essentials in Calcuation316.3 Details for Fram

7、e Structures336.4 Details for Substructure357 Steel Structures407J General Requirements407.2 Essentials in Calcuation417.3 Detailing Requirements438 Connecting and Details of Energy Dissipation Parts468.1 General Requirements468.2 Calculation of Brace, Pierand Shearwall468.3 Calculation of Gusset Pl

8、ate479 Construction,Quality Acceptance and Maintenance499.1 General Requirements4959.2 Site Acceptance of Energy Dissipation Parts499.3 Maintenance of Energy Dissipation Parts509.4 Post disaster investigation5131.0.1.为了规范消能减震加固技术在既有建筑中的应用，贯彻执行国家技术经济政策，做 到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规程。1.0.2. 本规程适用于抗震设防烈度

9、为6度、7度、8度、9度地区的既有建筑采用消能减 震技术进行抗震加固的设计、施工、验收、维护及消能减震产品检测；适用于采用消能减震 技术进行建筑结构抗震加固性能化设计。L0.3. 现有建筑根据后续使用年限分为三类：后续使用30年的建筑，简称A类建筑：后 续使用40年的建筑，简称B类建筑；后续使用50年的建筑，简称C类建筑。1.0.4. 符合本规程要求的采用消能减震技术加固后的建筑，其设防目标是：当遭受低于本 地区与后续使用年限相应的抗震设防烈度的多遇地震时，主体结构一般不受损坏或不需修理 可继续使用；当遭受相当于本地区与后续使用年限相应的设防烈度的地震时，主体结构可能 发生损坏，但经一般修理仍

10、可继续使用；后续使用年限40和50年的现有建筑当遭受高于本 地区与其后续使用年限相应的抗震设防烈度的罕遇地震时，主体结构不致倒塌或发生危及生 命的严重破坏。表1.0.4不同后续使用年限下地震作用折减系数后续使用年限30400. 750. 880.820. 920. 840. 92501.0L01?01.0.5.建筑抗震加固采用消能减震技术的设计、施工、验收、维护及消能减震产品检测,除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定C2术语和符号2.1术语2.1.1 既有建筑 available buildings建成并投入使用两年以上的建筑。2. L2 消能减震加固 seismic streng

11、the ning of buildings by energy dissipation method采用在既有建筑中安装消能部件的方法，使既有建筑达到抗震鉴定的要求所进的设计及施 工。2.1.3 消能器 energy dissipation device消能器是通过内部材料或构件的摩擦，弹塑性滞冋变形或黏性滞冋变形来耗散或吸收能量的装置。包括金属型消能器、摩擦消能器、屈曲约朿支撑、黏滞消能器。2.1.4 消能部件 energy dissipation part由消能器和支撐或连接消能器构件组成的部分。2.1.5 金属消能器 metal energy dissipation device由各种不

12、同金属材料（软钢）元件或构件制成，利用金属元件或构件屈服时产生的弹塑性滞 冋变形耗散能量的减震装置。2.1.6 摩擦消能器 friction energy dissipation device由钢元件或构件、摩擦片和预压螺栓等组成，利用两个或两个以上元件或构件间相对位移时产生摩擦做功而耗散能量的减震装置。2.1.7 屈曲约束支撑 buckling-restrained brace由核心单元、外约朿单元等组成，利用核心单元产生弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置。2.1.8 黏滞）肖自器 viscous energy dissipation device由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成，利用黏滞材料

13、组成，利用黏滞材料运动时产生黏滞阻 尼耗散能量的减震装置。2.1.9 附加阻尼比 additional damping ratio消能减震结构往复运动时消能器附加给主体结构的有效阻尼比。2.1.10 附加刚度 additional stiffness消能减震结构往复运动时消能器附加结构主体结构的刚度。2.1.11 消能器设计位移 design displacement of energy dissipation device消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的位移值。2.1.12 消能器设计速度 design velocity of energy dissipation device消能减

14、震结构在罕遇地震作用下消能器达到的速度值。2.1.13 消能器极限位移 ultimate displacement of energy dissipation device消能器能达到的最大变形量，消能器的变形超过该值后认为消能器失去消能功能。2.1.14 消能器极限速度 ultimate velocity of energy dissipation device消能器能达到对应设计荷载所达到的最大速度。2.1.15 消能器设计极限阻尼力 design ultimate damping force of energy dissipation device 消能器设计达到的极限阻尼力，即设计消能

15、器所能达到的最大出力。2.L15 混凝土套力1 固法 structure member strengthening with reinforced concrete在原有的钢筋混凝土梁柱外包一定厚度的钢筋混凝土，扩大原构件载面的加固方法。2.1.16 钢构套加固法 stmcture member strengthening with steel frame在原有的钢筋混凝土梁柱外包角钢、扁钢等制成的构架，约束原构件的加固方法。2.1.17 碳纤纟隹布力口固法 structure member strengthening with carbonic fibre reinforced polyme

16、r 在原有的钢筋混凝土梁柱表面用胶粘材料粘贴碳纤维片材等的加固方法。2.2.1结构参数行K Tj 6CD% -2.2符号设置消能部件的主体结构层间屈服剪力：结构抗扭刚度；消能减震结构的第i阶振型周期；消能减震结构总阻尼比；主体结构阻尼比；结构自振频率；消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移;设置消能部件的主体结构层间屈服位移。2.2.2消能器参数CL) _消能器的线性阻尼系数：Cj_第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数；Fd _消能器在相应位移下的阻尼力；笛支撑构件沿消能方向的刚度；% 第j个消能部件在结构预期层间位移人幻下往复循环一周所消耗的能量；-消能部件附加给结构的有效阻尼比；叫max沿

17、消能方向消能器最人可能的位移;Aw沿消能方向消能器的位移。43基本规定3.1 一般规定3.1.1钢筋混凝土框架结构、框架剪力墙结构、框架筒体结构、混合结构、钢结构等可采用 消能减震技术进行抗震加固。3. L2既有建筑抗震加固前，应依据其设防烈度、抗震设防类別、后续使用年限和结构类型, 按现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023进行抗震能力鉴定。3.1.3采用消能减震技术加固后的结构应达到现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023 的要求或满足本规程规定的性能化H标要求。314采用消能减震技术加固后的结构体系不变，按性能化目标加固的结构，其高度和层数 可适当增加。3.1.5按性能化目标进行消能

18、减震加固时，可按表3.1.5规定的性能目标进行结构抗震加固的 性能化设计。表3.1.5消能减震抗震加固性能H标性能目标多遇地震设防地震罕遇地震宏观损坏程度变形要求宏观损坏 程度变形要求宏观损坏 程度变形婆求性能1完好、无损 坏W u完好、无损 坏W A u轻微损坏1 1 uj 1.4 AuJ性能2完好、无损 坏Wg轻微损坏1. 1 A uj 1.4 Au.轻度损坏1. 5|2. (Ou性能3完好、无损 坏W 丨 A U-轻度损坏1. 5 A Ue2. 0 A uj中等破坏2. 1 A Up4. 0 A Ue性能4完好、无损 坏W uj中度损坏2. 1 A Ue4. 0 A uj严重破坏90m8

19、度III、IV类场地70m9度50m4.3.6在预估的罕遇地震作用下，采用消能减震技术加固结构的薄弱层或薄弱部位的弹塑性变形计算应符合下列规定：1采用黏滞消能器加固的建筑应釆用动力弹塑性分析方法；2除第1款以外的建筑结构可采用静力弹塑性分析方法或动力弹塑性分析方法。弹塑性时程分析宜采用双向或三向地震输入。437结构进行弹塑性计算分析应符合下列规定：1主体建筑的梁、柱、斜撑、剪力墙、楼板等结构构件，应根据实际情况和分析精度 要求采用合适的计算模型；2计算模型中构件的几何尺寸、混凝土构件所配的钢筋和型钢、钢构件等应按实际情 况考虑；3应合理取用钢筋、钢材、混凝土材料的力学性能指标以及本构关系。钢筋

20、和混凝土 材料的本构关系可按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定采用；钢 材的本构关系可按现行国家标准钢结构设计规范GB50017的有关规定采用；4应考虑几何非线性彩响：5应考虑消能器的非线性特性，非线性模型应满足本规程第4.3.2条的规定。6应考虑加固措施对结构及构件内力重分布的影响。4.3.8采用消能减震技术加固后，结构的抗震变形验算应符合下列规定：1后续使用年限50年的C类结构多遇地震下的弹性层间位移角限值应按现行国家标 准建筑抗震设计规范GB 50011取值。结构消能减震加固后弹性层间位移角限值应按表 4.3.8-1 取值。表4.3.8J结构消能减震加固后弹性层间位移

21、角限值结构类型Be钢筋混凝土框架1/550钢筋混凝土框架屈曲约束支撑1/550钢筋混凝土框架一抗震墙、板柱一抗震墙、框架一核心筒1/800钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/1000钢筋混凝土框支広1/1000多、高层钢结构1/2502 A、B、C类结构消能减震加固后弹塑性层间位移角限值不应大于表4.3.82限值要求。表43.8-2 A、B、C类结构消能减震加固后弹塑性层间位移角限值结构类型0e钢筋混凝土框架1/50钢筋混凝土框架屈曲约束支撑1/50钢筋混凝土框架一抗震墙、板柱一抗震墙、框架一核心筒1/100钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/120钢筋混凝土框支层1/200多、高层钢结构1/504.4结构承

22、载力验算4.4.1 采用消能减震技术加固的结构，主体结构的截面抗震验算应符合下列规定：1结构构件的地震作用效应和其它荷载效应的基本组合按现行国家标准建筑抗震设计 规范GB50011的方法取值；2材料性能设计指标应按国家现行设计规范、规程的有关规定执行；3采用现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的方法进行抗震验算，应计入加固后仍存在的构造影响，并应符合下列规定：1）对于后续使用年限50年的C类结构，地震作用效应调整、结构构件承载力抗震调 整系数均应按国家现行设计规范、规程的有关规定确定；2）对于后续使用年限少于50年的结构，即按本规程规定的A、B类建筑结构地震作 用效应调整应按现行国家标准

23、建筑抗震鉴定标進GB50023规定采用；结构构件的承载 力抗震调整系数卩re拨现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011规定采用。4.4.2 采用消能减震技术进行结构加固设计时，消能子结构的截面抗震验算宜符合下列规 定：1消能部件由梁单独承载时，梁的承载力应满足下式要求：SGE + S；hk&（4421）式小：Sge重力荷载代表值作用的构件内力（单位）；sik罕遇地震下水平作用标准值的构件内力（单位），不考虑与抗震等级有关的增 大系数；Rk 梁承载力极限值（单位），按材料强度极限值（钢材屈服强度标准值的1.51.8 倍）计算。2消能部件采用髙强度螺栓或焊接连接时，消能子结构节点部位组合弯矩设计

24、值宜考虑 消能部件端部的附加弯矩。3当消能器的轴心与结构构件的轴线有偏差时，结构构件应考虑附加弯矩或因偏心而引 起的平血外弯曲的影响。4.4.3 A、B类结构的抗震构造措施不满足相关规定时，可釆用楼层综合抗震能力指数法 按下式进行验算：0=屮心（4.4.3J）二匕/匕（4.43-2）式中：0 平面结构楼层综合抗震能力指数。大于等于1.0时，应认为符合要求； 当小于1. 0时，应采取加固或其他相应措施；叭一一体系影响系数,A类结构可按本规程第4.4.4条确定;B类结构可按本规程4. 4. 5 条确定；C类结构可按本规程第4.4.6条确定：02局部影响系数，按现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB500

25、23取值； 楼层屈服强度系数；Vy楼层既有受剪承载力，可按现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023附录 C计算；K楼层弹性地震剪力。4.4.4 A类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比等符合要 求的程度和部位，按下列情况确定：1当各项构造均符合现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023的规定时，可取1.0c2 当各项构造均符合非抗震设计规定时，可取0.8o3 结构受损伤或发生倾斜但己修复纠正的，上述数值尚宜乘以0.81.0。4.4.5 B类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比、墙体边 缘构件等符合要求的程度和部位，按下列情况确定：1当各项构造均

26、符合现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023 B类房屋鉴定规泄 时，可取l.Oo2肖各项构造均符合现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023 A类房屋鉴定规定时,可取0.8。3结构受损伤或发生倾斜但已修复纠正的，上述数值尚宜乘以0.81.0。4.4.6 C类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比、墙体边 缘构件等符合要求的程度和部位，按下列情况确定：1当各项构造均符合现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023 C类房屋鉴定要求 时，可取l.Oo2当各项构造均符合现行国家标准建筑抗震鉴定标准GB50023 B类房屋鉴定要求时,可取0.8。3结构受损伤或发生倾斜但已修复纠正

27、的，上述数值尚宜乘以0.41.0。5消能器技术性能及检验要求5.1 一般规定5.1.1消能器的设计使用年限不应小于建筑物加固后续使用年限。512消能器应具有良好的抗疲劳、抗老化性能，相关指标应同时满足国家现行标准建筑消能阻尼器JG/T209和建筑消能减震技术规程JGJ 297中相关规定要求；5.1.3消能器外观应符合下列规龙：1消能器外观应平整、光滑、无锈蚀、无明显缺陷，标识清晰；2消能器尺寸偏差应符合本规程有关规定；3消能器需要考虑防腐、防锈和防火时，在不影响消能器正常工作时采用相应措施；4消能器外观尚应符合本规程有关规定。5.1.4釆用消能减震技术加固小使用的消能器应满足型式检验的要求。5

28、.1.5消能器最大位移应满足楼层弹塑性位移角限值要求5.2金属消能器5.2.1金属消能器包括金属剪切型消能器、金属弯曲型消能器等利用金属材料屈服耗能的消 厶匕旳冃匕奇Fo5.2.2金属消能器应符合下列规定：1金属消能器产品外观应表面平整、无锈蚀、无机械损伤、无毛刺、标识清晰，于无外 包保护层消能器应进行表-血防锈处理；2金属消能器主要芯材应采用机械加工；3金属消能器制作尺寸偏差不应超过土2mmo5.2.3金属消能器的材料应符合下列规定：1金属消能器的核心耗能部分宜采用Q235或低屈服点钢材，低屈服点钢材的基本性能 应符合表5.2.3规定。核心耗能材料的厚度不宜大于20mm,且材料应具有较高塑性

29、变形能 力和较好的焊接性能。2金属消能器附属配件材料可采用Q235、Q345等钢材制作；表 5.2.3屈服承载力或厢服点下限/MPa屈眼点范围/MPa抗拉强度/MPa屈强比/%伸长率/%100100 土 2020030050160160202503504522522520300400W80403金属消能器所用材料性能应符合国家现行标准建筑消能消能器JG/T209和建筑 消能减震技术规程JGJ297中相关规定要求。524金属消能器的力学性能要求，应符合国家现行标准建筑消能消能器JG/T 209和建 筑消能减震技术规程JGJ297中相关规定。5.2.5设计文件小应明确金属消能器的参数：初始刚度、屈

30、服承载力、设计位移、屈服后刚 度比，设计位移下疲劳性能要求。5.3摩擦消能器5.3.1 摩擦消能器的外观应符合下列规定：1摩擦消能器产品外观应表而平整、无锈蚀、无机械损伤、无毛刺、标识清晰，对于无 外包保护层消能器应进行表而防锈处理。2摩擦消能器主要芯材应采用机械加工，不能单纯采用气焊等切割方式。3摩擦消能器制作尺寸偏差不应大于土2mmo5.3.2 摩擦消能器应符合下列规定：1摩擦材料可采用复合摩擦材料和聚合物类摩擦材料。2摩擦消能器中采用的摩擦材料应具有稳定的摩擦系数，不应生锈，并应满足消能器预 压力作用下的强度要求。3摩擦消能器预压螺栓宜采用高强螺栓，高强度螺栓的数量n可由下式确定，且不应少 于2个：(5.3.1)式中：nf传力摩擦面数；/摩擦面的抗滑移系数，根据现行国家标准钢结构设计规范GB50017取用；P每个高强度螺栓的预拉力(KN),可按现行国家标准钢结构设计规范GB50017 取用；Fdmax摩擦消能器最大阻尼力(KN):1 静摩擦系数与动摩擦系数之比不宜大于1.1