某中学教学楼的安全鉴定与抗震加固

为提高既有建筑物的抗震设防烈度,以某中学教学楼为研究对象,运用超声回弹实测方法对结构的强度进行检测,并基于有限元分析方法对不同加固措施的建筑抗震性能进行对比分析,研究结构的层间位移、层间剪力的变化规律。结果表明：所有结构构件的单轴抗压强度实测平均值均大于立方体单轴抗压强度标准值35MPa,结构力学性能满足安全要求;结构X向和Y向层间位移均随着楼层高度的增加呈非线增加,相对于原结构,采用框架柱结构的抗震加固技术可以减少X向和Y向的层间位移,而采用隔震钢支座的抗震加固则反之;不同抗震加固工况下的结构层间剪力随着楼层高度的增加均呈非线性增加,相对于原结构,采用框架柱结构的抗震加固技术的层间剪力略有增加,而隔震钢支座的层间剪力则大幅度减小。     

部分包覆组合剪力墙结构弹塑性时程分析

为研究部分包覆组合剪力墙(PEC剪力墙)结构的抗震性能,设计了一幢18层装配式PEC剪力墙高层住宅模型,编写Python程序实现弹性模型到弹塑性模型的自动转化,并利用ABAQUS软件进行地震作用下动力弹塑性时程分析。结果表明:罕遇地震作用下,纵向楼层的连梁逐渐进入屈服状态,塑性得到充分发展,横向楼层的连梁和框架梁基本未出现屈服;底部加强区采用提高钢板厚度等措施,保证了连梁先于墙肢出现屈服,少量墙肢混凝土出现受压损伤现象,累积损伤符合预期;墙肢内配置的型钢在整个时程作用中并未屈服。结构X向最大弹塑性层间位移角为1/112,发生在第14层; Y向最大层间弹塑性位移角为1/156,发生在第10层,两个方向位移角均小于1/70,满足结构对弹塑性层间位移角的限值要求,具有良好的抗震性能。     

既有多层砌体结构教学楼隔震加固设计

为研究隔震技术加固砌体结构房屋的可行性及适用性，以一栋层数和高度均超限的既有多层砌体结构教学楼为对象，详细介绍隔震加固设计全过程，并利用软件ETABS对隔震加固后的结构进行分析。结果表明，隔震加固后，砌体结构的自振周期明显延长，地震响应显著降低；变形集中于隔震层，隔震层以上结构层间位移角在设防地震作用下远小于2倍弹性层间位移角限值，在罕遇地震作用下远小于4倍弹性层间位移角限值，满足了预定的抗震性能目标；隔震支座的水平位移和拉/压应力也远小于规范限值。隔震层以上结构X、Y向减震系数最大值分别为0.301和0.379,均小于0.4,结构构造措施可按比设防烈度降低一度确定，解决了结构层数和高度超限问题。     

聚丙烯打包带网水泥砂浆面层加固残损砖箍窑洞振动台试验研究

为提高残损砖箍窑洞的抗震性能,对黄土高原地区典型传统民居砖箍窑洞残损试验模型采用墙体裂缝注浆加固和聚丙烯打包带网水泥砂浆面层进行整体抗震加固,并对加固后结构模型的抗震性能进行模拟地震动振动台试验。试验中选取人工波、El Centro波和LA Hollywood波作为地震动输入,实测并分析了加固结构在地震作用下的自振频率、阻尼比、加速度响应、位移响应、扭转效应、基底剪力、滞回耗能及加固效果。结果表明：随着地震动峰值加速度的增加,模型结构的自振频率和刚度下降,阻尼比增大;随地震动峰值加速度的增加,X向、Y向加速度放大系数均逐渐减小,出现明显损伤后,结构动力放大系数减小幅度变大;多遇地震作用下加固模型结构最大层间位移角为1/500,设防地震作用下最大层间位移角为1/200,罕遇地震作用下最大层间位移角为1/133,倒塌时最大层间位移角为1/29;拱脚与基础的相对变形明显大于拱顶及窑顶的;加固模型结构破坏时水平扭转角最大值为0.0015rad,具有较大的抗扭刚度和耗能能力;综合加固后结构模型的抗震性能、能量耗散、经济性,聚丙烯打包带网水泥砂浆面层加固砖箍窑洞具有明显的优势,可在残损砌体结构的抗震加固中推广应用。     

考虑楼梯协同作用的框架结构抗震性能分析

为研究在规范反应谱工况下,主体结构与楼梯协同作用时结构动力特性及内力变化规律。利用ETABS建立了3组初始振动模态不同的框架结构模型,研究楼梯对具有不同初始振动特性框架结构的影响。研究结果表明楼梯参与结构整体计算后,结构振型的次序可能会发生改变,同时结构初始刚度越小,结构自振周期减小幅度越大;通过分析3组模型在X、Y向反应谱工况下,楼梯对结构的楼层位移、层刚度及层间位移角的影响,得出3组结构模型的楼层位移、层刚度及层间位移角变化率随楼层的变化规律;分析楼梯参与结构整体计算对框架柱内力的影响,表明楼梯区格间的框架柱轴力增大较为明显而弯矩、剪力变化较小。     

锅炉钢框架的抗震加固设计与分析

对已使用十多年的铸铁厂锅炉钢框架进行结构安全性检测和抗震设防目标下的多遇地震和罕遇地震计算。选取5条天然地震波和2条人工地震波,以及远场类谐和地震波与近断层脉冲型地震波两类长周期地震波各7条;基于结构抗震性能量化指标——层间位移角,对结构的变形特点和抗震性能进行了分析,根据计算结果,对既有结构提出了加固设计方案并对加固后结构进行了分析。结果表明：远场类谐和地震波对结构的响应最大,天然地震波最小;多遇地震作用下的最大层间位移角均小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的限值1/250;在罕遇地震作用下的层间位移角均小于GB50011—2010的限值1/50;结构平均层间位移角最大值出现在底层,为1/88,较原结构的1/62,减小了29.5%,加固设计方案满足GB 50011—2010的要求,实现了“小震不坏,大震不倒”的抗震设防目标。     

联合减震抗震技术在既有剪力墙结构加固中的应用研究

针对新修订的《中国地震动参数区划图》(2016)而导致建筑物抗震分析参数改变引起的既有结构抗震需求增加问题,进行既有剪力墙结构采用联合减震抗震技术加固方法研究。分析了原有剪力墙结构在新版《区划图》的要求下其各项抗震指标,针对其层间位移角超限采取增设墙体和设置黏滞阻尼墙技术联合减震抗震加固方案。对加固结构进行了地震反应对比分析,结果显示:减震方案能够有效地减小楼层间位移,使得最大层间位移角倒数满足规范要求,具有良好的减震效果。同时进行了远、近场地震波以及系列地震波作用下该加固剪力墙结构的地震响应分析,结果显示,近场地震波在减震剪力墙结构中响应较大,超过规范要求的时程响应均值,需在设计时予以考虑。     

剪力墙的布置高度对框架-剪力墙结构抗震性能的影响

为研究中断剪力墙设计的可行性及其对框架-剪力墙结构抗震性能的影响,对全高布置剪力墙、中断剪力墙布置结构的位移、层间刚度比、层间剪力进行分析。结果表明:1)中断剪力墙对X方向上结构的楼层水平位移影响较小,X方向在地震作用下产生较小的位移,有利于结构抗震,对Y方向的位移有一定影响,会产生一定的偏移;2)层间刚度比自下而上逐渐减小,建筑物不会因地震变化而出现大的刚度突变,可有效减小结构坍塌的概率;3)中断剪力墙对于Y方向的层间剪力影响更为明显,在进行地震作用分析时,含有应着重考虑Y方向的影响。中断剪力墙对框架-剪力墙结构的抗震性能影响不大。     

基于静力弹塑法方法的碳纤维加固框架结构抗震性能分析

为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)粘贴框架柱对混凝土框架结构抗震性能产生的影响,选取某工程对加固前后的结构分别进行水平推覆分析。依据我国《混凝土结构加固设计规范》对一个既有八层框架结构设计两种CFRP加固方案,一种是对结构局部抗震加固(方案1),另一种是整体抗震加固(方案2)。利用有限元分析软件建立普通框架结构和两种不同加固方案下的结构模型,对三者分别进行模态分析及pushover分析,从结构刚度变化和位移响应等方面进行研究,评价结构加固前后的抗震性能,研究发现:加固后结构自振频率增大,表明CFRP对结构刚度有一定增强,但前三阶主振型频率增大不足5%;相同变形时方案1结构的基底剪力较初始结构增加24. 5%,方案2的基底剪力增加30. 4%,表明结构经CFRP加固后可承受更大的变形,因此延性有较大的提高。各楼层位移和层间位移角表现出减小的趋势,方案1最大层间位移角较加固前减小了3. 8%,方案2最大层间位移角减小20%。分析表明:采用CFRP加固混凝土框架结构能有效改善结构的抗震性能,且核心表现在结构延性的提升;为了确保结构安全,应对结构进行整体抗震加固。     

基于隔震技术的偏心结构扭转控制研究

针对偏心基础隔震结构的地震响应特性,分析该类结构的扭转响应。建立偏心隔震结构分析模型,利用弹塑性时程分析方法,以扭转位移比为响应指标,分析结构在多遇、设防及罕遇地震作用下的扭转响应。研究结果表明:本文中基础隔震结构X向以楼层位移为指标的扭转位移比略微增大,以层间位移为指标的扭转位移比放大现象明显,增大幅值最大为18. 2%,且超过1. 2; Y向的扭转位移比均减小且小于1. 2。结合本文分析的基础隔震结构,当上部结构为偏心结构时,使隔震层刚心和上部结构质心重合时,可减小Y向的扭转位移比,但X向的以层间位移为指标的扭转位移比放大现象明显。     

Pushover方法在高层建筑结构设计中的应用与研究

为解决高层建筑结构抗震设计问题,以山东省某市安置房小区高层建筑结构设计为研究对象,运用数值模拟的手段对高层建筑物的周期比、结构底部剪力、顶点位移、层间位移角等设计参数进行分析。研究结果表明,随着振动阶数的增加,结构平动自振周期和扭转自振周期均呈现近线性降低,结构的周期比随着振型阶数的增加,呈现不同程度的波动,最大周期比0.61<0.9;随着顶点位移的增加,两种不同计算方法得到的结构底部剪力均呈非线性单调增加并逐步趋于收敛的趋势,非线性计算得到的底部剪力大于线性计算得到的底部剪力;随着楼层的高度增加,层间位移角呈现先增加后降低的抛物线变化规律,层间位移角达到最大值1/1028,小于建筑抗震规范的限制要求。     

某防屈曲支撑框架结构弹塑性时程分析

结合现行国家规范与规程,采用弹塑性时程分析方法,对某防屈曲支撑框架结构进行抗震分析,探讨该类结构在罕遇地震作用下的动力响应。重点讨论了在罕遇地震作用下结构的基底剪力、剪重比、层间位移角、构件塑性发展过程以及防屈曲支撑滞回耗能特性。计算结果显示,结构X向顶点最大位移为655mm,最大层间位移角为1/111;Y向顶点最大位移为745mm,最大层间位移角为1/103,均满足抗震规范的相关要求。动力弹塑性分析结果显示,无论从杆件塑性铰出现情况,还是从杆件的地震响应,以及不同位置防屈曲支撑的滞回曲线都可以看出,防屈曲支撑有效地吸收了一部分地震动传给结构的能量,减小了其地震响应。     

《工程建设标准强制性条文》(内容摘要五)房屋建筑部分

第七篇　结构签定和加固 ３．２砌体房屋 《建筑抗震加固技术规程》 ＪＧＪ １１６－９８ ５．１．２房屋的抗震加固应符合下列要求： ５．１．２．１加固后的楼层综合抗震能力指数不应小于１．０,当超过下一楼层综合抗震能力指数的２０％时,同时增强下一楼层的抗震能力。 ５．１．２．２自承重墙体加固后的抗震能力不应超过同一楼层中承重墙体加固后的抗震能力。 ５．１．２．３对非刚性结构体系的房屋,选用抗震加固方案时应特别慎重,当采用加固柱或培垛,增设支撑或支架等非刚性结构体系的加固措施时,应控制层间位移和提高其变形能力…     

装配整体式剪力墙模型结构振动台试验研究

为了研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了1个12层1/5装配整体式剪力墙模型结构,选用3条地震波,通过振动台试验,研究了装配整体式剪力墙模型结构的动力特性、加速度放大系数、楼层剪力和位移及最大层间位移角等动力响应,并记录了裂缝形态。试验分析表明：模型结构的自振频率在完成第一阶段水准地震波输入后下降约20%;随峰值加速度增大,模型结构自振频率减小,加速度放大系数逐渐降低,楼层剪力逐渐增大;在塑性阶段,预制墙板顶部或底部与现浇楼板连接部位出现多条水平裂缝,且沿模型高度分布较为均匀,模型结构的非线性变形明显,层间位移角显著增大,自振频率显著降低;采用层间位移角对其进行抗震性能评价,在8度抗震设防时该结构具有良好的抗震性能,但应加强预制墙板与楼板的连接,增强其整体性,避免楼层通缝的出现。     

粘滞阻尼器在校舍框架结构抗震加固中的应用

在抗震鉴定结果不满足建筑结构整体抗震性能要求的既有建筑中,采用消能减震效果明显的粘滞阻尼器进行抗震加固,可减小结构的地震反应。以绵阳某中学学生公寓抗震加固为例,增设粘滞阻尼器后,按时程分析法进行减震效果分析,对比加固前后结构的层间剪力和层间位移角,结果表明在抗震加固工程中,采用粘滞阻尼器减震方案能有效提高建筑结构的整体抗震性能。     

钢框架减震结构性能提升设计与分析

为研究黏滞阻尼器对钢框架结构抗震性能的提升水平，以1栋5层钢框架结构为研究对象，采用黏滞阻尼器对结构进行性能提升设计，对比结构在减震前后的关键结构响应(层间位移角、楼层加速度、楼层剪力等)，分析了结构的损伤状况。结果表明采用黏滞阻尼器能够很好的控制结构的损伤，减小结构的层间位移角、楼层加速度、楼层剪力。采用减震技术后，结构在大震下最大层间位移角得到较好的控制，塑性铰明显减少。除屋面层以外，结构各层的加速度均未超过4m/s²。阻尼器分担了较多的地震作用，大震下结构基底剪力明显减小。减震设计较好的提升了结构的抗震韧性，文中的研究可为钢框架减震结构设计提供参考。     

科兴中维某框架-抗震墙结构隔震加固设计

科兴中维某框架-抗震墙结构因工艺调整,抗震设防类别提高,采取隔震的方式进行抗震加固。本文通过建立弹塑性模型进行大震弹塑性分析,结果表明本结构隔震加固后,隔震层以上楼层,两方向层间位移角、抗倾覆、剪重比等关键指标均满足大震要求;隔震支座消耗总能量接近地震输入能量的2/3;隔震支座抗拉、抗压和位移均满足大震下规范要求;隔震层以上构件并未出现较严重的损坏;隔震层以下支撑隔震支座的框架柱经加固后,满足大震承载力要求。     

厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响

为了分析厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响,根据建筑结构抗震设计规范,系统研究了地震作用下结构的破坏机理及计算方法,建立了地震作用下结构的运动方程,采用自振周期、楼层位移及层间位移角作为结构抗震性能指标,基于振型分解反应谱法对各指标进行了研究。结果表明：随着厚板转换层设置高度的增加,结构低阶振型的自振周期增大;楼层位移变大,层间位移角增大,结构整体抗震性能下降。     

北京学校中学部教学楼消能减震分析与设计

北京学校中学部教学楼采用多层钢框架结构体系,为高烈度区学校建筑,为进一步提高其抗震性能水准,采用了消能减震技术。通过对金属阻尼器、筒式黏滞阻尼器和黏滞阻尼墙等典型减震技术的多方案综合比选,最终确定采用黏滞阻尼墙方案,并给出了适用于中小体量建筑的小尺寸黏滞阻尼墙设计。经计算分析可知,采用该消能减震技术后,小震作用下结构基底剪力和层间位移角的减震效果显著,最大层间位移角远小于规范限值要求;大震作用下结构减震效果良好,弹塑性层间位移角满足既定性能目标,主体结构构件大部分处于不屈服状态,仅个别构件出现轻微损伤,大震下结构抗震性能优越。     

板厚对带错层高层结构抗震性能的影响与优化

为研究地震作用下楼板厚度的变化对高层错层建筑结构抗震性能的影响,本文以工程实例为研究对象,用SATWE软件建立结构模型为框架结构,建立不同板厚的四种结构有限元分析模型。用弹性动力时程分析法进行比较各结构方案的最大楼层位移、各结构方案的层间位移角和各结构方案的侧向刚度。结果表明,随着楼板厚度的增加,结构最大楼层位移、层间位移角和侧向刚度都有增大的趋向。通过对比可知,工程结构中楼板厚度选用130mm可以满足抗震要求,整体抗震性能良好,又较为经济实惠。