發(fā)布時間：2017-03-18 18:07

  本文關鍵詞：既有框架結構基于體系加固下的Pushover結構分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國內外工程建設發(fā)展經歷了大規(guī)模新建、新建與維修改造并舉、既有建筑的維修改造三個階段。我國現階段工程建設發(fā)展重心已經由大規(guī)模新建轉變?yōu)樾陆ㄅc維修并舉的階段,加固改造的地位變得越來越重要。而框架結構可以加大建筑物的空間和靈活性、減輕建筑物的重量、有較好的抗震能力、延性、整體性等,在既有建筑物中得到廣泛的利用。而隨著經濟技術的發(fā)展,原有的框架結構為適應抗震設防標準提高、功能提升的要求,部分結構需要進行加固改造。加固方法按照其出發(fā)點不同有基于構件加固和基于體系加固兩種�；跇嫾募庸讨饕较蚴窃鰪娊Y構各構件的承載力和延性,提高結構的承載力并利用構件的變形來耗散地震能量,最終保證建筑物“小震不壞、中震可修、大震不倒”�；跇嫾庸虘脧V泛,但僅著眼于單獨構件是否能夠抵抗地震力,抗震加固后結構整體的抗震性能確考慮不足甚至未經考慮,常常是“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”。這樣新加固后的結構產生另外的抗震薄弱部位的可能性大大增加。所以當遭遇地震作用時,不從整體出發(fā)去改變結構的周期可能會加強震害作用,而導致結構出現更嚴重的破壞：另外,雖加固的構件不出現破壞,但未加固的構件極有可能變?yōu)楸∪醐h(huán)節(jié),破壞后連帶導致與其相聯系的構件出現一系列的破壞,甚至導致房屋的倒塌。所以當前基于構件加固的研究迫在眉睫。本文以工程實例作為研究對象,該工程因增層改造其抗震等級由三級提高到二級。首先采用基于構件的加固方法、基于結構體系的加固方法(增設剪力墻、鋼支撐加固)三種方案,對既有結構進行分析。結果表明,由于本工程涉及抗震等級調整,基于構件的加固方法加固量大、施工周期長、費用高、部分樓層實施難度大,并且某些構造要求難以達到提高后的抗震等級要求。而采用基于體系的加固方法由于變框架結構為框剪結構或框架-支撐結構,對框架的抗震等級不提高即可滿足改造后的抗震要求,最終確定采用基于體系的加固方法。本文利用Midas gen有限元軟件對基于體系加固的兩種方案進行有限元分析,采用能力譜法通過Pushover分析得出結構在四種側向力工況下兩種加固結構周期、性能點、層間位移角等指標,并與基于性能的抗震綜合指標進行比對,實現結構抗震承載能力進行評估。與此同時通過得到塑性鉸的分布情況、數量、位置、級別對不同加固方式薄弱環(huán)節(jié)進行判斷。通過上述分析判斷,得到如下結果：1、基于構件加固在抗震等級、功能改造等調整時,其加固量大、施工周期長、費用高、整體抗側能力提高效果差。所以對于結構使用功能發(fā)生變化、上部結構增層改造、抗震等級提高等造成大面積構件不滿足要求,并且抗震構造措施發(fā)生改變不滿足要求時,優(yōu)先選用基于體系加固改造。2、采用的這兩種基于體系的加固方法,改變了結構體系,能夠很好的提高結構的抗震能力,并且有助于優(yōu)化結構,提高安全儲備。3、增設鋼支撐在提高側向剛度方面要優(yōu)于增設剪力墻結構,但其會相應降低結構延性。4、Pushover分析側向力加載模式對于受高階振型影響不大的結構,模態(tài)加載相比加速度加載模式,使結構產生的層間位移要更大。5、對于增設剪力墻加固來說,短肢剪力墻、抗側剛度較低的方向、結構層質量突變位置易成為抗震破壞的薄弱環(huán)節(jié),應采取措施提高其抗震性能避免提前進入塑性失去承載能力。
【關鍵詞】：框架結構 基于體系加固 pushover分析 塑性鉸分布評估 抗震性能 增設剪力墻 增設鋼支撐
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 我國建筑業(yè)發(fā)展現狀和存在的問題12-14
• 1.2.1 既有建筑因設計標準低,跟不上人們的需求12-13
• 1.2.2 地震等災害造成大量房屋需要鑒定加固13
• 1.2.3 大量既有建筑物使用年限達到了設計使用年限13-14
• 1.3 國內外框架結構抗震加固研究現狀14-19
• 1.3.1 國外框架結構抗震加固的發(fā)展現狀14-16
• 1.3.2 國內框架結構抗震加固的發(fā)展現狀16-19
• 1.4 框架結構體系加固的意義19
• 1.5 框架結構的抗震性能和目標性能19-21
• 1.6 本文的主要內容21-23
• 第2章 框架結構基于構件與基于體系加固方法對比與選用原則23-43
• 2.1 基于構件加固方法23-29
• 2.1.1 增大截面加固法23-24
• 2.1.2 外包型鋼加固法和粘結鋼板加固法24-26
• 2.1.3 粘貼碳纖維等纖維復合增強材料加固26-28
• 2.1.4 體外預應力加固法28-29
• 2.2 基于體系加固方法29-32
• 2.2.1 增設剪力墻法29-30
• 2.2.2 增設鋼支撐法30-32
• 2.3 基于構件與基于體系加固工程實例對比32-40
• 2.3.1 工程實例一32-38
• 2.3.2 工程實例二38-40
• 2.4 基于構件加固與體系加固的選用原則40-41
• 2.4.1 上述工程案例所存在的問題40-41
• 2.4.2 體系加固與構件加固的選用原則41
• 2.5 本章小結41-43
• 第3章 Pushover分析的基本理論與Midas/gen的計算原理43-55
• 3.1 Midas/gen軟件介紹43-44
• 3.2 Pushover理論假定與水平加載模式44-46
• 3.2.1 理論假定44
• 3.2.2 水平側向加載模式44-46
• 3.2.3 Midas/gen提供了三種側向力的加載模式46
• 3.3 結構抗震性能評估指標46-51
• 3.3.1 目標位移47-50
• 3.3.2 層間位移角50-51
• 3.3.3 塑性鉸狀態(tài)51
• 3.4 Pushover分析步驟51-52
• 3.5 pushover后處理注意事項52-53
• 3.5.1 性能點獲取52-53
• 3.6 本章小結53-55
• 第4章 體系加固后結構抗震性能的Pushover分析55-91
• 4.1 某加固改造工程實例55-58
• 4.1.1 工程概況55-57
• 4.1.2 工程檢測鑒定結果57
• 4.1.3 加固方案及設計依據57-58
• 4.2 建立結構加固后有限元模型58-65
• 4.2.1 方案一：增設剪力墻58-63
• 4.2.2 方案二：增設斜撐63-65
• 4.3 pushover后處理65-89
• 4.3.1 方案一第一次pushover分析65-70
• 4.3.2 方案二第一次pushover分析70-74
• 4.3.3 第二次pushover后期處理74-78
• 4.3.4 罕遇塑性鉸的分布與破壞形態(tài)78-85
• 4.3.5 加固結構塑性鉸出鉸順序85-88
• 4.3.6 增加剪力墻和增加鋼支撐各自的優(yōu)缺點88-89
• 4.4 本章小結89-91
• 第5章 結論與展望91-93
• 5.1 結論91-92
• 5.2 展望92-93
• 參考文獻93-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況97

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 曲哲;張令心;;日本鋼筋混凝土結構抗震加固技術現狀與發(fā)展趨勢[J];地震工程與工程振動;2013年04期

2 趙志龍;尹紅霞;;CFRP片材在混凝土結構加固中的應用[J];科技信息;2009年31期

3 張照福;高冬芹;;建筑抗震鑒定加固的歷史現狀和展望[J];低溫建筑技術;2009年04期

4 盧亦焱;史健勇;黃銀q，

本文編號：254828