摘要：結(jié)構(gòu)的性能化加固的具體控制指標，可分為結(jié)構(gòu)的加速度、層間位移和最大位移，而這些指標的表現(xiàn)是按照結(jié)構(gòu)的自身特性來分來，結(jié)構(gòu)的自身的質(zhì)量和剛度表現(xiàn)情況，因此本文研究主要對象為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量剛度比，分析結(jié)構(gòu)的質(zhì)量剛度比與結(jié)構(gòu)的目標性能之間的關(guān)系，進而選擇最合適的加固方式

關(guān)鍵詞：抗震、性能化加固、加速度、層間位移

1、性能化加固的提出

如今國內(nèi)外抗震設(shè)計是以其結(jié)構(gòu)承載力為目的的多目標多層次的設(shè)計方向，利用在三水平設(shè)防和防倒塌的構(gòu)造措施等控制建筑物，達到50年一遇的地震作用（“小震”）下不壞，475年一遇的地震作用（“中震”）下可修和在600年左右一遇地震作用（“大震”）下不倒的目標。這樣的設(shè)計目標能夠保證建筑物沒有倒塌進而保障生命安全，但其破壞造成直接的或是間接經(jīng)濟及其他方面的損失，為了滿足各類建筑物的不同使用要求，對建筑物結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)需要更具體化的性能目標來控制[1]。

2010年12月1日，實施了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010，新的抗震設(shè)計規(guī)范指出：建筑的抗震性能化設(shè)計立足于抗震承載力和變形能力這兩方面的綜合考慮，具有很強的針對性和靈活性。針對不同工程的需要和可能。在對既有結(jié)構(gòu)加固中，對整個結(jié)構(gòu)，或是對某些部位或關(guān)鍵構(gòu)件，靈活運用各種措施達到預(yù)期的抗震性能目標，以提高抗震安全性或滿足使用功能的特殊要求[2]。

2、性能化加固背景與分類

2.1原有加固方式與性能化加固的對比

原有加固方式的設(shè)計目標為：針對結(jié)構(gòu)個別構(gòu)件破壞、特殊的使用要求或是施工不當?shù)确矫嬖斐傻默F(xiàn)有結(jié)構(gòu)的承載力不能滿足使用要求的建筑物構(gòu)件的加固方式，其根本目的為提高結(jié)構(gòu)的承載力。

性能化加固的的設(shè)計目標為：針對結(jié)構(gòu)的使用要求，以結(jié)構(gòu)的位移、層間位移和加速度等為具體控制指標，對不滿足指標的建筑物進行加固，其根本目的為滿足結(jié)構(gòu)的使用要求。

原有的加固方式與性能化加固最根本的不同在于出發(fā)點不同，原有加固是針對結(jié)構(gòu)的承載力，而現(xiàn)在的性能化加固是針對結(jié)構(gòu)的使用要求的不同。

2.2、加固的具體方式

現(xiàn)有的具體的加固方式主要分為：

1）增大構(gòu)件截面尺寸：增大構(gòu)件受力面積的方式來提高結(jié)構(gòu)的承載力的水平。

2）增設(shè)構(gòu)件：采用增加構(gòu)件的方式來對即有結(jié)構(gòu)不能滿足使用要求或是承載力要求構(gòu)件進行補強加固。

3）改變傳力路徑：主要采取的方式為增設(shè)剛支撐的方式進行加固。

4）增加阻尼：利用阻尼器給結(jié)構(gòu)提供附加阻尼與附加剛度。

5）隔震：設(shè)置隔震支座降低結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)。

從力學(xué)的角度統(tǒng)計和歸納可以分為增加剛度，減小剛度，增加阻尼和隔震四種方式。

3、性能化加固方式的選取

3.1、質(zhì)量剛度比與性能指標的概念及相關(guān)系數(shù)

質(zhì)量剛度比：在地震作用下，結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)主要通過結(jié)構(gòu)的層間質(zhì)量和層間剛度來反應(yīng)，因此歸納出質(zhì)量剛度比（M/K）這個系數(shù)來對結(jié)構(gòu)的進行分析。

性能指標：結(jié)構(gòu)的地震作用層間加速度，層間位移和最大位移三個指標來控制。

結(jié)合底部剪力法的分析方式將研究區(qū)段劃分為：

3.2、質(zhì)量剛度比與性能指標的關(guān)系曲線

1）公式推導(dǎo)最大加速度

2）公式推導(dǎo)最大層間位移

3）公式推導(dǎo)最大位移

以上曲線分析的是性能指標與質(zhì)量剛度比之間的關(guān)系，結(jié)合以上的分析曲線根據(jù)使用要求的控制性能指標，來選取最合適的加固方式。

3.3、加固方式的選擇

性能指標——加速度、層間位移、最大位移

加固方式——改變剛度、阻尼、隔震

根據(jù)上面曲線的變化方式，結(jié)合既有結(jié)構(gòu)的性能指標的超標情況加固方式總結(jié)為：

1） 加速度： A周期——提高剛度 B周期——阻尼

C周期——降低剛度 D周期——阻尼

2） 層間位移與位移： A周期——提高剛度 B周期——提高剛度

C周期——提高剛度 D周期——提高剛度

總結(jié)以上的分析，對應(yīng)的具體加固方式為：

提高剛度——增設(shè)翼墻，增大截面尺寸，增設(shè)支撐

降低剛度——改砌筑墻為隔墻

阻尼——設(shè)置阻尼器

4、結(jié)論

本文以質(zhì)量剛度比為參考變量，以性能化控制指標為目標變量，通過分析對應(yīng)關(guān)系，來研究結(jié)構(gòu)的性能化加固的合理方式的選擇規(guī)律，以此為對即有結(jié)構(gòu)加固方式的選型和效果分析提供概念和理論依據(jù)。

參考文獻：

[1]陳闖興.中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范的演變和展望[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報.2003

[2]徐斌.新規(guī)范建筑抗震性能化設(shè)計淺析[J].廣東水利電力.2010.

[3]金毅，何浩祥，張國棟.基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究概述[M].北京：地震出版社，2010.

[4]陳國興.中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范的演變和展望「M」.防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，2003，23（1）.