2.6 梁端塑性铰外移加固方法的提出

根据震害与试验研究可知，节点由于受力十分复杂，往往成为框架中最薄弱、最易受损的部位。由于早期的经济与技术水平，当时的节点大多存在节点混凝土强度较低、节点内箍筋配置不足、设计时没有或缺少考虑抗震要求等问题。随着研究的深入，人们对钢筋混凝土结构的认识的进一步完善，相应的设计标准就要做一定的修正，如可靠性标准的提高、建筑物所在地抗震设防等级的提高，按照原来标准设计施工的建筑物在新的标准下可能就达不到要求；建筑物在使用过程中使用要求可能会有所改变，其原结构构件可能不满足新的使用要求；同时，建筑物在长期的使用过程中会受到不同程度的损伤，材料发生老化等。以上种种原因，会使众多既有框架结构节点无法满足现行规范的延性要求。在这些情况下，人们首先想到的解决办法就是进行结构加固。

在框架结构中节点尺寸较小但构造相对复杂，并分布着较高的作用应力，增加了加固处理的难度。直交梁与楼板的存在使加固材料难以布置，梁柱端部凹角处较强的拉力和剪力作用需要特殊的锚固处理，柱边梁塑性铰引起的梁筋屈服渗透会降低节点耗能性能与刚度等，这些问题都限制了一些传统方法的实施，需要提出一些新的加固方法，或对传统方法进行一些改良完善，使其适用于节点加固。

转移梁端塑性铰已被实践证明是一种有效的改善节点性能的措施，其指导思想是对梁配筋采取措施以加强柱边截面的抗弯强度，迫使塑性铰离开柱边一定距离形成，从而推迟或避免柱边梁筋进入屈服，使节点内梁筋粘结性能得到保证。为了实现塑性铰外移，必须使柱面处梁截面抗弯强度超过预期梁铰处的抗弯强度，在加固时，这一点可以通过在柱边一定范围内布置加固材料实现，角钢或焊接钢板由于具有良好的韧性、较高的强度、焊接性能和表面性能等特点，符合作为转移梁端塑性铰加固材料的要求。

角钢或焊接钢板置于节点周围的梁柱表面，通过对拉螺栓固定，如图2.21所示。这种方法具有如下一些主要特点：

图2.21 加固效果图

1）实现梁端塑性铰外移。角钢角肢或钢板可以提高梁柱加固段的截面抗弯强度，使加固节点满足外移梁端塑性铰的要求，节点延性提高。

2）提高节点承载力、减小节点核心区变形。节点对角混凝土受到的较大压应力转移至角钢角肢或钢板端部，拉压杆面积增大，节点抗剪承载力提高；加固段梁柱截面抗弯刚度增加，梁柱端部变形减小，节点剪切变形随之减小。

3）改善贯穿节点核心区梁筋的粘结性能。梁筋锚固长度增加，且对拉螺栓使角钢或焊接钢板在加固段混凝土上作用有预加压力，梁筋粘结强度在压力作用下得到提高。

4）同时加固梁柱端，不会违背强柱弱梁的设计原则；且易于选材，方便施工，基本不会对原结构造成损伤，几乎不增加原构件的截面尺寸与重量。