钢筋混凝土框架结构教学建筑抗倒塌性能研究

三柱式(大小跨)单廊教学建筑以其良好的自然通风、采光性能,应用广泛。该类结构侧向刚度小,罕遇地震作用下抗倒塌性能差,应采取可靠工程措施改善其抗倒塌性能。本文结合某些中学教学楼的抗震设计工程实践,简要介绍改善三柱式钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下抗倒塌性能的工程措施。在高烈度地震区,采用钢筋混凝土框架——钢支撑结构,或钢筋混凝土框架-抗震墙结构,可改善其抗倒塌性能。由于教学建筑抗倒塌性能的重要性和该类结构的特殊性,在设计的过程中,除了按现行建筑抗震设计规范要求满足结构的承载力和极限能力之外,用基于性能评估的Pushover方法对结构在设防烈度的罕遇地震作用下的性能进行分析和评估,以实现大震不倒的抗震设计目标。     

汶川地震引发的建筑结构抗震安全性能探讨

基于汶川地震造成的建筑结构震害分析,从正确进行建筑物选址、注重抗震设计、提高低烈度地区的抗震设防标准、全面实施建筑结构的抗震加固改造、提高学校和医院的抗震设防标准、开展建筑结构抗地震倒塌性能研究、推广和应用新型抗震建筑结构体系、加强建筑工程的质量监管、增强全民的抗震意识等方面探讨了提高建筑结构抗震安全性能的措施。结果表明,严格按照建筑抗震设计规范设计并保证施工质量的建筑物,是能满足“大震不倒”的抗震设防目标。     

无筋砌体结构多层住宅振动台试验与抗震性能评估

目前,我国城镇大量砌体结构老旧多层住宅面临抗震加固、功能提升等需求。为研究该类结构的抗震性能,进行一个5层无筋砌体结构模型的模拟地震振动台试验,测试分析了7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的裂缝损伤发展状况以及楼层加速度、位移、自振频率、阻尼等变化规律。同时,进行非线性有限元分析,并用基于抗震鉴定标准、基于承载能力、基于位移和延性等不同方法,评估了试验模型对应原型结构的抗震性能。结果表明：试验模型纵向在7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下分别处于完好、轻微破坏和局部倒塌状态,不满足GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》中对7度区A类建筑的抗震性能目标要求;罕遇地震作用下无筋砌体结构多发生薄弱层屈服破坏,整体结构延性很差,保证抗震墙面积率或楼层屈服强度系数是实现无筋砌体结构在罕遇地震作用下抗震性能目标的主要技术措施;采用基于位移的抗震性能评估方法可以客观地反映无筋砌体结构抗震性能随高宽比增大而降低的规律。     

基于性能的既有建筑防屈曲支撑抗震加固设计

对于抗震能力低、抗震构造措施普遍不满足现行规范的原非抗震设防区既有建筑,采用消能减震技术加固结构,通过性能化设计方法实现抗震加固目标,可以解决传统加固方法效率低、难以实施等难题。以原非抗震设防区某既有框架结构教学楼加固项目为例,介绍了采用耗能防屈曲支撑提高抗震性能的具体方法和既有建筑基于性能的抗震加固设计流程。结果表明:加固前结构单体中最大的扭转周期比达到了0.96,最大位移比为1.38, 加固后扭转周期比控制为0.84,最大位移比为1.20; 加固前结构小震下构件承载力基本满足要求,但扭转周期比和抗震构造措施不满足现行规范要求,大震下结构会发生严重破坏甚至倒塌; 加固后结构构件承载力能满足7度小震(多遇地震提高1度)要求,小震下防屈曲支撑调整结构抗扭刚度,减小扭转效应,大震下防屈曲支撑屈服耗能,显著提高了结构的抗大震性能; 当结构的抗震性能明显提高时,抗震构造措施要求可适当降低。     

某中学砖混结构教学楼隔震加固设计与施工

本文以南疆某中学3层砖混结构教学楼抗震加固工程为背景,探讨了在高烈度区采用隔震加固技术对多层砌体房屋进行抗震加固的计算分析方法、施工工艺及相应的关键技术.结果表明:在高烈度区的中小学校舍采用基础隔震加固,不仅可以有效降低上部结构的地震作用,还可以缩短工期,降低加固成本,值得大力推广.     

砖混建筑结构的隔震加固设计与施工

本文以抗震设防烈度8度区的新疆维吾尔自治区某医院砖混结构为算例,介绍了砖混建筑结构采用基础隔震加固的设计计算方法、施工工艺及其关键技术.研究表明,隔震加固可以通过大大减小隔震层上部结构的地震作用,极大的提高结构的安全性,从而减低上部结构的抗震设防烈度,使其满足抗震鉴定的要求,是一种十分有效的建筑抗震加固方法.     

高烈度区带厚板转换层建筑的隔震性能分析

建筑中为了满足不同结构体系间的转换往往会采用厚板转换形式,以一高烈度区某厚板转换层作为隔震层的工程实例,设计并分析隔震建筑结构各部分的抗震性能要求,采用时程分析法对隔震建筑结构进行多遇地震和罕遇地震作用下的反应分析。计算结果表明:隔震建筑延长了结构周期,减少上部结构的地震作用,从而优化了建筑的使用功能,提高了结构的抗震性能。     

超越设防烈度强震作用下某超限复杂连体结构性能分析

我国发生的数次强震,实际震中烈度均有超过设防烈度的情况。某建筑为超高层复杂连体结构,位于广州市南沙区,设防烈度7度,根据现行规范设计完成后,采用基于性能的抗震设计方法对其进行8度强震分析,评估其抗倒塌性能。分析结果表明:15~34层每层有0.5%~3%的梁单元处于倒塌状态;21~22层有2%~3%的柱单元进入比较严重破坏;墙单元虽只进入轻中等破坏,然而抗剪性能下降明显,尤其是框支剪力墙;连体楼板需特别加强。因此,设计剪力墙时需更为注重提高其抗剪能力,另外按7度设防烈度设计的结构有一定安全储备,能够承受8度大震而不至结构整体倒塌。     

高烈度区多高层混凝土结构选型探讨

在抗震设防烈度为八度及八度以上的高烈度区,建筑结构对多高层房屋的抗震性能的要求比较突出,在高烈度区抗震性能的好坏直接决定了建筑结构的安全性和经济性要求。本文通过对工程中最常见的建筑结构类型的分析,从美观、经济、施工和抗震等几个方面分析了各种结构体系的优缺点,探讨抗震设防高烈度地区对建筑结构的选型要求。     

多层砖砌体结构圈梁和构造柱的抗震作用及加固

在多层砌体结构中合理布置圈梁和构造柱,并有效连接使之协同作用,所形成的空间构造框架体系,可以阻止或延缓房屋倒塌时间,抗震减灾效果明显。现有房屋中不满足当地抗震设防烈度的房屋数目庞大,建议挑选房屋结构相对较好、后续使用年限相对较长、较有使用价值的建筑逐步进行结构加固、改造,并对鉴定中不满足多层砌体结构整体性连接要求的房屋,在结构加固时应注重构造柱和圈梁的增设,严格按建筑抗震加固技术规程进行加固,从而提高建筑物的整体抗震性能。     

隔震技术在砌体结构抗震加固中的应用研究

本文以抗震设防9度区的一多层砌体结构作为算例,探讨了采用隔震技术对多层砌体房屋进行抗震加固的计算分析方法、施工工艺及相应的关键技术。分析结果表明采用隔震技术进行抗震加固,可通过降低隔震层上部结构的抗震设防烈度来降低其抗震鉴定标准,从而使其满足抗震鉴定的要求,达到抗震加固的目的。在抗震设防高烈度区采用隔震加固方法进行砌体结构的抗震加固比常规方法具有明显的优势。     

“带形窗”多层砖混建筑抗震设计

本文结合具体工程，考虑“带形窗”对结构抗侧力刚度的影响，采用细致的抗震强度验算，加强了“带形窗”部分的结构构造措施，探讨了“带形窗”多层砖房建筑的抗震设计特点，首次尝试在低烈度地震区多层砖房建筑中使用“带形窗”的立面设计手法，立面造形美观，为丰富地震区多层砖房的建筑设计提供了有益的参考。     

昆明江东和谐广场超高层建筑结构抗震设计

昆明江东和谐广场项目B,D座超高层建筑为两栋平面基本对称的双子塔,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,外围框架柱采用矩形钢管混凝土柱。介绍了该工程结构选型、抗震性能目标、各阶段抗震设计分析方法以及结构构件设计,重点阐述了核心筒剪力墙、外围框架和加强层的设计等关键问题处理和超限应对措施,并对高烈度区超高层建筑抗震设计进行深入探讨。     

高烈度区框架加固加层抗震性能分析

针对高烈度地区(8度0.3g、9度0.4g)建筑的抗震加固,提出了一种采用"增大框架柱截面-外包钢板-加设钢支撑"对框架结构房屋进行抗震加固的方法。以一项位于抗震设防烈度为8度区(0.3g)的钢筋混凝土框架结构加固、加层工程为例,对该加固方法进行了验证,计算结果表明,采用"增大框架柱截面-外包钢板-加设钢支撑"的加固方法能够显著提高结构整体抗侧刚度,大幅度减小框架柱的轴压比。可为同类工程提供有益参考。     

最小地震剪力系数对超高层建筑结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是超高层建筑抗震设计中的关键控制因素。首先对中美两国典型抗震规范或规程中有关最小地震剪力系数(最小基底剪力)的相关规定进行了对比分析。借鉴美国规范中最小基底剪力的处理方法,以位于我国设防烈度7度区的一超高层建筑为例,采用两种不同的设计地震剪力取值方法,按照8度地震设防烈度设计了两个不同的结构模型。通过弹塑性时程分析,比较了两个模型在罕遇地震作用下的性能差异,分析了长周期地震动对两个模型抗震性能的影响,并对比了两个模型抗地震倒塌能力的差异。分析结果表明:通过提高楼层设计剪力来满足最小地震剪力系数的方案与提高结构刚度的方案相比,其抗罕遇地震的性能基本相当,而抗地震倒塌能力更好,设计难度和建造成本会更低。     

高烈度区既有RC框架-剪力墙结构抗震加固易损性分析

大量既有高层建筑采用了RC框架-剪力墙结构体系,当其面临加固改造时,合理评估其抗震性能十分重要.围绕既有RC框架-剪力墙结构的混合抗震加固方案对结构抗震性能和抗倒塌能力提升的定量分析展开研究.首先,针对某酒店式公寓的加固改造工程,设计了粘贴碳纤维布和外包钢板的混合抗震加固方案.然后,基于纤维单元、分层壳单元以及GPU/...     

单跨RC框架结构的抗震倒塌能力分析

学校建筑中的连廊经常使用单跨框架结构,而关于单跨框架结构的抗震倒塌能力定量评价较少。按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)设计了17个连廊框架模型,分别进行基于动力增量分析方法的倒塌易损性分析,用倒塌概率和安全储备系数定量评价各模型的抗震倒塌能力。结果显示,相比同层数的双跨框架结构,本例单跨框架结构的抗震倒塌能力冗余度高;1层乙类单跨框架结构,通过提高一度采取抗震措施或提高一度计算地震作用均能提高结构的抗震倒塌能力,使结构倒塌概率在可接受的范围,且提高一度计算地震作用比提高一度采取抗震措施更能提高结构的抗震倒塌能力;提高框架梁的抗震性能对提高结构抗震倒塌能力作用很小,而提高框架柱的抗震性能能较大地提高结构抗震倒塌能力;用安全储备系数归一条件下的造价来评价,提高框架柱抗震性能比提高一度采取抗震措施更经济。     

高烈度区低配筋多层剪力墙结构的抗震性能分析

为了研究高烈度区多层剪力墙结构采用比现行规范规定偏低构造配筋的抗震性能和工程应用可能性,针对4个不同平面布置形式的多层剪力墙结构,分别按我国规范设防烈度8度区（0.20g、0.30g）和9度区进行抗震设计,并在规范规定的基础上减少墙身构造钢筋量,形成低配筋多层剪力墙结构。采用Perform-3D程序对12个低配筋多层剪力墙结构模型进行了非线性动力反应分析。结果表明,在罕遇地震作用下,各结构模型的地震反应较小,进入非线性的程度不深,结构的损伤偏小,且更多损伤集中在连梁梁端,而不是在剪力墙墙身。将墙身分布钢筋配筋率与文中低配筋剪力墙相近或比其更低的低配筋剪力墙试件的试验结果与非线性动力分析结果对比后发现,低配筋剪力墙试件的极限位移角远大于非线性动力反应分析中获得的具有84%保证率的结构最大层间位移角需求值,且试件在达到这一层间位移需求值时的损伤非常小。因此,高烈度设防区（8度和9度区）低配筋多层剪力墙结构的抗震性能良好,经合理设计后可在高烈度区应用。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

纵墙承重建筑的抗震加固和改造

本文对一座建于7度区硬基上的纵墙承重建筑的加固和改建方案进行了抗震分析。原建筑为一四层砖砌体结构,改建后增为六层加跃层。按国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)验算的结果表明,原建筑及改建后建筑部分横墙抗剪能力均感不足。为此,进一步作了弹塑性变形验算和倒塌可能性分析。遭受7度罕遇地震时,在按标准反应谱构造的人工地震波作用下,改建后建筑的变位处于力和位移曲线的下降段中,在EL-Centro地震波作用下,原建筑和改建后建筑均将倒塌。由于EL-Centro波代表软基土的地震波,从而可以认为,改建后建筑仍可抵抗设计地震,但抗震安全性尚不够高。在此基础上,建议了增强改建后建筑抗震能力的工程措施。