不规则框架结构抗震加固措施与加固方案研究

以天津市某既有平面不规则框架建筑为研究对象,运用SAP2000有限元分析软件对原结构建模并进行弹塑性时程分析,依据分析结果及该工程自身特点,提出了BRB支撑减震抗扭加固方案;将BRB支撑结构与原结构在不同地震波作用下的抗震加固效果进行比较,BRB支撑结构的周期比减小了26%,扭转位移比减小了15%,层间位移角减小幅度可达31%,顶层最大位移也可以控制在规范要求的范围内。研究结果表明,BRB支撑不仅增加了结构的抗侧移刚度,而且提高了结构的抗震性能,是一种控制不规则结构扭转效应的有效措施。     

单跨多层混凝土框架教学楼减震加固设计

为了解决既有单跨多层混凝土框架存在的结构体系不合理、抗震能力差等问题,以某典型单跨多层混凝土框架为背景,采用防屈曲支撑(buckling-restrained brace,BRB)消能减震加固技术对其进行加固.梳理应用该技术的工程技术条件、减震加固方案的设计流程以及BRB加固连接方式的工程应用条件等,对某单跨教学楼进行直连式减震加固改造,进行非线性推覆分析和时程分析,完成节点构造抗震加固设计.研究结果表明:利用该技术加固单跨框架可行,且能达到较高的抗震设防目标要求.     

屈曲约束支撑(JY-SD型)在抗震加固中的应用

汶川地震以来国家提高了中小学校抗震设防水准,为此全国大部分既有中小学校校舍需抗震加固.屈曲约束支撑是一种特殊的中心支撑,是中心支撑和金属屈服型耗能器的结合体,可用于钢结构耗能减震设计、钢筋混凝土结构抗震设计、钢筋混凝土框架结构抗震加固等.屈曲约束支撑相对普通支撑具有更饱满的滞回曲线,且受拉受压均能屈服,工艺简单可操作性强.应用于抗震加固领域可以大大缩短施工工期,减小加固工作量,节约二次装修费用.     

屈曲约束支撑的异形柱混凝土框架地震损伤研究

地震作用下会导致结构损伤,该损伤会随着荷载循环次数的增加而不断积累,当结构的损伤积累到一定程度时,将会导致结构无法承受荷载而发生整体或局部破坏。为了提高高烈度地区钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能,探索屈曲约束支撑(BRB)对异形柱框架结构(SSCF)的影响。对于云南某一8度抗震设防异形柱框架结构,按1∶3缩尺成一榀两跨三层的屈曲约束支撑异形柱框架(BRB-SSCF)及普通异形柱框架(SSCF)试验模型,并进行低周反复试验。结果表明:异形柱框架(SSCF)的屈服荷载、极限承载力大幅度提高,初始刚度和耗能能力也有大幅提高,框架滞回曲线更饱满,且节点区域的裂缝发展得到了有效控制。屈曲约束支撑(BRB)显著提升了异形柱框架结构(SSCF)的承载能力、变形能力、耗能能力等抗震性能。本论文成果为高度设防地区异形柱框架结构的应用、推广提供了试验依据。     

现浇混凝土消能减震框架抗震性能试验研究

抵抗地震荷载时实现“强节点弱构件”的破坏模式是框架结构可发挥其良好抗震性能的前提条件,为确保“强节点弱构件”破坏模式的实现提出了加装扇形铅黏弹阻尼器（SLVD）保护节点区的消能减震技术方案。为研究加装SLVD对框架节点区的保护效果及对整体结构抗震性能的影响,设计并制作尺寸、材料及配筋完全相同的二层二跨普通现浇混凝土框架试件和加装SLVD的现浇混凝土消能减震框架试件各一榀。通过拟静力试验,对比分析两种框架的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能特性等变化情况。试验结果表明：普通现浇框架的节点区发生严重剪切破坏,现浇混凝土消能减震框架节点区没有发生严重破坏;SLVD起到良好的耗能保护作用,延缓并控制了节点核心区裂缝的出现与开展,减轻了整体结构的损伤;SLVD在框架中起到“耗能腋撑”作用,提高了框架结构的承载能力、抗侧刚度和耗能能力;加装SLVD改变了框架结构节点区附近的内力分布及传力路径,减小了传递到节点区的剪力与弯矩,但同时改变了梁柱构件的内力分布,在消能减震子结构设计时应予以考虑。节点区加装SLVD有利于框架结构“强节点弱构件”抗震设计理念的实现,现浇混凝土消能减震框架的抗震性能优于普通现浇混凝土框架。     

地震作用部分转移法在中小学混凝土框架结构校舍加固中应用

目的 探讨采用地震作用部分转移加固方法对不满足抗震要求的低层单跨的中小学混凝土框架结构校舍进行抗震加固的可行性,为这类特点的中小学校舍提供加固设计方法.方法 结合工程实例提出了一种地震作用部分转移的加固方法,即在原框架结构中设置剪力墙,通过其吸引部分地震作用来降低对原框架结构的抗震能力要求.结果 设置剪力墙后,结构X、y向的变形均明显减小且基本相同,层间位移角也明显地减小,剪力墙可有效地分担原框架结构的部分地震作用,从而间接地提高了其抗震能力.结论 地震作用部分转移加固方法具有施工方便、周期短和造价低廉的特点,避免了对原框架结构构件的逐一加固,应用实际工程是可行的.     

框架—BRB体系教学楼抗震性能分析

框架结构抗震性能的改善程度是框架结构优化设计的重要内容,设置BRB是改善框架结构抗震性能的重要途径。文章以高烈度区一栋BRB体系的框架结构教学楼为例,采用有限元软件ETABS建立三维弹塑性分析模型,并对其进行动力弹塑性分析,研究其结构的抗震性能。结果表明:罕遇地震下主体结构的弹塑性层间位移角1/50;主体结构框架梁柱出现的塑性铰的状态基本处于承载力不致严重降低的水平,主体结构的变形指标满足抗震性能的要求;BRB在罕遇地震下能有效发挥屈服耗能作用,其滞回曲线较为饱满,能够起到抑制结构在罕遇地震下变形的作用。     

基于分灾模式的框架结构抗震加固设计方法

为探讨基于分灾模式抗震加固思想的可行性,本文在一个5层3跨的混凝土框架结构两端分别添加附加框架和分灾框架后,对结构进行pushover分析,以研究加固前后结构的抗震性能.分析结果表明:当采用与原结构有良好匹配关系的分灾框架时,可以将原结构的抗震能力由7度提高到8度,分灾框架可以先于原结构破坏,体现了基于分灾模式抗震加固的思想;同时说明了分灾框架应具有合理的结构形式,以保证其有足够的结构延性.本文的结论,可以为基于分灾模式抗震加固方法的深入研究提供参考.     

新型金属-摩擦阻尼器混凝土框架抗震性能分析

针对传统屈曲约束支撑在多遇地震下不能屈服耗能的问题,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种串联式受力体系的新型金属-摩擦阻尼器及其耗能减震结构,以实现结构在多遇地震下屈服耗能目的。以新型金属-摩擦阻尼器框架为研究对象,借助SAP2000软件,进行多遇和罕遇地震作用下的性能分析,并将其与无控框架和传统屈曲约束支撑框架的抗震性能进行对比分析。结果表明,对比于传统屈曲约束支撑结构,新型金属-摩擦阻尼器框架结构在多遇地震下,呈现出更小的楼层位移、层间位移角、顶层加速度和顶层位移。     

含偏心支撑小高层钢框架结构的抗震性能

目的 研究多层偏心支撑钢框架在地震作用下的弹、塑性力学性能、地震响应及其耗能能力.方法 采用通用有限元计算软件SAP2000,对内蒙古某9层商住楼分别建立纯框架、中心支撑框架及偏心支撑框架结构模型,计算了罕遇地震下结构刚度、内力分布、振动模态及荷载一位移曲线等,并采用多条地震波分别对中心支撑和偏心支撑结构体系进行了弹性时程及弹塑性时程的对比分析,比较了两种结构体系的动力特性及抗震性能.结果 在小震作用下(弹性阶段),偏心支撑和中心支撑结构远高于纯框架结构的抗侧移刚度,足以满足规范对多层钢结构的抗侧移要求;在大震作用下(塑性阶段),偏心支撑结构耗能能力优于中心支撑结构和纯框架结构,地震响应小于中心支撑结构,具有更高的结构屈服后塑性抗侧移刚度.结论 偏心支撑钢框架结构抗震性能较好,能够避免大震作用下结构的突然倒塌.     

地震后有损伤钢筋混凝土框架耗能减震加固试验分析

通过地震模拟振支台试验，研究用耗能减震装置修复震后损伤钢筋混凝土框架的效果和可行性，并对一座三层钢筋混凝土剪切型框架进行震后损伤修复加固试验，给出地震后损伤结构物理参数识别方法，以及震后有损伤结构抗震加固设计的具体步骤。     

现浇梁式楼梯支座形式对结构抗震性能的影响

现浇梁式楼梯在框架结构中普遍使用，但在结构设计中往往被忽略，仅作为竖向荷载作用于结构上。为探究梁式楼梯及其支座形式对结构抗震性能的影响，利用数值模拟技术，对无楼梯框架及带不同支座楼梯框架在地震作用下应力、位移、耗能特性以及混凝土损伤等特性进行分析。分析结果表明：地震作用下，无楼梯框架、固定连接框架和滑动连接框架的柱顶位移分别为15.70、4.37、5.89 mm,表明楼梯结构的存在将增大框架结构整体刚度，改善结构应力分布；滑动支座连接与固定支座连接相比，地震作用下楼梯间结构中钢筋与混凝土的应力峰值分别减小了15%和22%,同时滞回环面积更大，因此滑动支座连接楼梯将更好地改善整体结构耗能及抗震性能。     

交叉形与Y形耗能支撑加固RC框架滞回性能的对比分析

为改善Y形耗能支撑加固RC框架的抗震性能,提出了一种新型的交叉形耗能支撑.基于ABAQUS软件对采用Y形偏心支撑、交叉形耗能支撑加固RC框架进行了非线性有限元分析,并同未加固RC框架进行了对比分析,探讨了交叉形耗能支撑加固RC框架的受力机理、水平承载力、抗侧刚度和耗能能力.研究结果表明：交叉形耗能支撑加固的RC框架在水平承载力、抗侧刚度、耗能能力等方面均优于Y形偏心支撑加固的RC框架.此外,交叉形耗能支撑加固方式对原RC框架损伤小,且施工简便.     

采用剪力墙体外加固中小学校框架结构抗震性能研究

体外加固具有布置灵活方便、使用功能不中断和整体性容易保证等优点,是中小学框架结构教学楼理想的加固方式.本文把体外加固方法应用于中小学校框架结构校舍的加固,并针对一个不满足抗震要求的四层中小学框架结构采用外加剪力墙的体外加固方法.通过对不同加固方案的加固结构进行弹性和弹塑性地震反应分析,研究地震作用下不同加固方案对结构的抗震性能影响,主要参数为外加剪力墙墙段宽度.数值分析结果表明,外加剪力墙可使原结构各榀框架所受的地震剪力有较大幅度的降低,剪力墙越宽降幅越大,各楼层的位移角也趋于均匀化,增设剪力墙之后结构塑性铰状态相对减缓.通过计算结果的对比分析,提出了外加剪力墙体外加固方法的一些设计建议.     

新型耗能器的减震数值分析

提出了一种新型铅组合耗能器,这种耗能器可用于梁端塑性铰的耗能减震。通过对安装这种耗能器的框架减震耗能效果进行分析,发现该耗能器能有效增加结构的阻尼比,减震效果明显。建立了铅组合阻尼器的计算模型,分析表明,铅阻尼器能有效减小结构的地震反应,提高了建筑物的抗震性能,是一种高效的耗能器。     

偏心支撑对不规则钢框架结构的抗震性能影响分析

高层建筑偏心支撑钢框架结构作为一种新型结构体系近年来得到迅猛的发展,在地震作用下,偏心支撑钢框架的耗能梁段率先受剪屈服,通过它的塑性变形来耗散地震能量,从而减小结构其他构件的受力,以保证整个结构的安全。本文是从总耗能长度一致的情况下,分析了其对偏心支撑钢框架抗震性能的影响。本文运用有限元分析软件SAP2000,分别对四种形式(人字形、V字形、八字形、单斜杆)的偏心支撑进行分析。     

单跨框架结构抗震加固与改造

介绍了单跨框架结构抗震加固的主要方法,并以上海某中学单跨教学楼为例,重点探讨了增设抗震墙加固法的具体加固措施,采用PKPM系列软件对所选加固方案进行加固前、后整体结构分析对比。     

玄武岩纤维布加固框架结构抗震性能数值分析

利用玄武岩纤维布对九层框架的粱柱节点进行了加固,运用ANSYS有限元分析软件对不同加固方案下结构的整体抗震性能进行了动力分析．分析结果表明,在玄武岩纤维布用料相同的条件下,局部加固框架的角柱节点比边柱节点更有助于提高框架结构的抗震能力,且在地震作用下。采取整体加固的方案更有助于提高框架结构的安全性．     

蜂窝式梁-柱钢框架结构抗震性能分析

目的 研究蜂窝式梁-柱钢框架结构的抗震性能,为此类框架结构的抗震设计提供参考.方法 应用有限元法,依据现行规范和规程设计一榀单层单跨(框架I)、一榀两层单跨(框架Ⅱ)蜂窝式梁-柱钢框架结构进行抗震性能分析.分析和研究了节点域剪切变形、P一△效应对框架层间位移的影响.结果 得到蜂窝式梁-柱钢框架结构在恒定竖向荷载和低周反复荷载作用下的受力机理和破坏机制,评价了其耗能能力和延性性能.框架I的耗能能力略好于框架Ⅱ,两个框架的位移延性系数均小于4.0,表明延性均较差.对于蜂窝式梁-柱钢框架结构,在各阶段由节点板域剪切变形所产生的层间位移占框架总位移的比例均在50%以上.结论 蜂窝框架耗能能力较好,但延性相对较差,抗震性能较差.提出了改善框架延性性能的具体方法,从而优化其抗震性能.节点域剪切变形、P-△效应对框架层间位移的影响较大.     

CFRP布加固破坏混凝土框架的拟静力试验研究

按1:3比例缩尺模型设计了1榀混凝土框架模型,进行了拟静力试验,分析比较了混凝土框架结构及该框架破坏后经碳纤维布加固后的框架结构受力性能、裂缝发展、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及位移延性,研究碳纤维加固已严重损伤的混凝土框架结构的抗震性能.试验结果表明,碳纤维加固震后严重损伤框架结构后,其极限承载能力、耗能能力及延性等抗震性能有明显提高.