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随着时代的发展，既有建筑加固与改造设计将成为未来工程设计的重要内容。近年，越来越多的项目采用消能减震技术进行抗震加固，不仅能够提高既有建筑的抗震能力，同时可以减少对结构构件的直接加固。当既有建筑的抗震构造措施不能满足要求时，可通过消能减震技术加固方法，有效降低对抗震构造措施的要求。在抗震设防烈度、抗震设防类别或者设计地震分组等提高的情况下，对既有建筑采用消能减震技术进行抗震加固，能够在一定程度上减少因抗震设防标准提高产生的加固量。消能减震加固技术适用于钢筋混凝土框架结构、钢框架结构等侧向刚度相对较小，有一定变形量的结构体系，在地震作用下通过耗能机制对既有建筑结构主体提供保护。采用消能减震技术加固设计的结构，应按《建筑消能减震加固技术规程》规定进行罕遇地震作用干的弹塑性变形验算。
SAUSG团队历时一年研发的SAUSG-JG加固软件，终于与广大工程师见面啦！SAUSG-JG软件可以导入PKPM建立的各种加固构件，包括粘贴钢板、外贴型钢、增大截面、置换混凝土等，同时可以在模型中建立或导入阻尼器单元，进行考虑加固构件的消能减震加固模型的设计和分析。也可以进行普通（非减隔震）抗震加固模型的性能化设计，实现有效降低对抗震构造措施的要求。SAUSG-JG软件相关介绍可见往期文章“SAUSG加固软件预告——加固方案功能介绍”和“ SAUSG加固软件功能预告——加固效果对比”，本文与大家分享一个实际工程案例！
图1 SAUSG-JG计算模型简图
本项目改造后功能为养老院，依据《关于养老设施建筑抗震设防类别划分说明》第3条，改造后为地震时自救能力较弱人群使用建筑，建筑抗震设防分类应为重点设防类（乙类）。经鉴定，结构大量梁、柱箍筋加密区箍筋直径和部分柱子轴压比不满足《建筑抗震设计规范》重点设防类（乙类）的要求，个别柱子承载力略有不足，上述房屋结构综合抗震能力部分不满足重点设防类(乙类)要求。因此，项目采用消能减震加固方案，以达到有效降低抗震构造措施的需要。
根据《消能减震加固技术规程》T/CECS 547-2018和《建筑抗震加固技术规程》 DB11／689-201的规定，如果结构在罕遇地震下楼层弹塑性位移角满足相关规范要求，既有建筑抗震构造措施可按抗震等级降低采用。本项目减震目标为大震作用时，弹塑性层间位移角小于4.0ΔUe=1/137，满足乙类建筑降一度采用构造措施。
《消能减震加固技术规程》T/CECS 547-2018 6.3.6条：
《建筑抗震加固技术规程》DB11／689-2016 12.3.5
本项目降低一级采用抗震构造措施后的主要计算参数如下表所示：
表1 主要设计参数
表2 阻尼器参数
图2 标准层阻尼器平面布置图
图3 RH4TG055人工波小震作用下能量曲线（子结构加固）
如上图所示，在SAUSG-JG软件中进行分析，按子结构加固后截面建模计算，考虑加固构件及刚度，8度（0.20g）小震RH4TG055人工波作用下，能量比法计算速度型阻尼器附加阻尼比为X向3.7%和Y向5.0%。如果按子结构加固前截面建模计算，结构变形和阻尼比均略有增加。
将3%阻尼器附加阻尼比带入PKPM软件进行小震弹性反应谱计算，主要结果如下：
图4 PKPM小震反应谱计算结果
表1 小震弹性反应谱计算结果
通过上述结果可以看到，3%的粘滞阻尼器附加阻尼比可减少结构小震基底剪力和弹性变形约15%。
图5 RH4TG055人工波大震作用下能量曲线（子结构加固）
如上图所示，在SAUSG-JG软件中进行分析，考虑加固构件及刚度，8度（0.20g）大震RH4TG055人工波作用下，能量比法计算速度型阻尼器附加阻尼比为X向3.5%和Y向3.6%，两个方向阻尼器附加阻尼比相差不大，均大于3%，阻尼器耗能比较充分。
图6 RH4TG055人工波大震作用下结构弹塑性位移角
如上图所示，在SAUSG-JG软件中进行分析，按子结构梁、柱粘钢（包角钢）截面建模后，结构弹塑性层间位移角明显改善，弹塑性层间位移角比不考虑梁、柱粘钢（包角钢）有明显减小，结构大震下抗震性能明显增强。
对既有结构进行大震动力弹塑性分析，可以找到损坏较为严重的个别构件，这些构件对结构大震下最大弹塑性层间位移角起到控制作用。针对这类构件进行加固，也可以有效减小结构大震下最大弹塑性层间位移角，使结构更容易满足规范弹塑性层间位移角限值的要求。本工程对除子结构外的两颗计算中损坏严重的框架柱进行了包角钢加固，结构的弹塑性层间位移角有明显减小。
图7 RH4TG055人工波X向大震作用下构件性能水平（不考虑构件加固）
图8 RH4TG055人工波Y向大震作用下构件性能水平（不考虑构件加固）
图9 RH4TG055人工波X向大震作用下构件性能水平（考虑构件加固）
图10 RH4TG055人工波Y向大震作用下构件性能水平（考虑构件加固）
如上图所示，在SAUSG-JG软件中进行分析，按子结构梁、柱粘钢（包角钢）截面建模后，构件性能有明显改善，构件性能水平基本都能达到中度损坏以下，结构大震下抗震性能明显增强。
（1）SAUSG-JG建筑结构加固性能化设计软件可以导入PKPM建立的各种加固构件，包括粘贴钢板、外贴型钢、增大截面、置换混凝土等，同时可以在模型中建立或导入阻尼器单元，进行考虑加固构件的消能减震加固模型的设计和分析。
（2）本文工程实例可见，在SAUSG-JG软件中进行分析，按结构梁、柱粘钢（包角钢）截面建模后，结构弹塑性层间位移角明显改善，弹塑性层间位移角比不考虑梁、柱粘钢（包角钢）有明显减小，结构大震下抗震性能明显增强。
（3）对既有结构进行大震动力弹塑性分析，可以找到损坏较为严重的个别构件，这些构件对结构大震下最大弹塑性层间位移角起到控制作用。针对这类构件进行加固，也可以有效减小结构大震下最大弹塑性层间位移角，使结构更容易满足规范弹塑性层间位移角限值的要求。
（4）采用消能减震加固方案时，当结构刚度较小，宜选择位移型阻尼器；当结构强度不足，宜选择黏滞阻尼器+位移型阻尼器，力求实现只加固与消能部件直接相关联的构件。