轻钢加层混凝土框架抗震性能试验与计算方法分析

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1、第1章绪论素，对可能出现的薄弱部位，采取措施提高抗震能力。吴培成17J在总结了全国各地增层建筑的研究现状和发展方向的基础上结合轻钢增层结构的特点，通过对其进行考虑阻尼影响的分析，提出了轻钢增层结构的地震效应计算方法，并研究了在考虑不同振型数的情况下其结构的计算精度，同时得出了轻钢增层结构特有的动力特性。薛伟辰18】等通过低周反复荷载试验对四层两跨高性能混凝土框架的破坏形态、破坏机制、恢复力模型、变形恢复能力、位移延性、刚度退化以及耗能能力等进行了研究，并对多层多跨框架结构的最优破坏机制进行了分析。田慧191采用平

2、面弹塑性时程分析软件NDAS2D，对钢筋混凝土框架顶部加两层钢框架的结构进行考虑非比例阻尼特性的弹性时程直接动力分析，并在此基础上讨论了不同阻尼比和不同刚度对整体框架的抗震。骆甜11o】利用有限元分析软件ANSYS对原二层、三层、四层框架分别加一层、二层轻钢结构所组成的轻钢加层结构进行了地震反应分析。考虑轻钢加层后整体结构阻尼比的变化，得到了在多遇地震作用下结构的变形、位移、层间位移角、层间剪力等参数。研究验证了多层框架轻钢加层的可行性，获得了轻钢加层结构的受力和变形规律，为轻钢加层结构的设计提供了一些理论参考。

3、张涛，王元清等⋯J采用有限元软件ANSYS，对某四层钢筋混凝土框架结构办公楼顶部加两层纯钢框架的抗震性能进行了反应谱分析，并在此基础上讨论了不同加层层数的整体框架模型、不同阻尼比和有侧移及无侧移框架形式对结构整体抗震性能的影响分析。刘昱Il2】等采用有限元软件SAP2000，结合具体工程，对钢筋混凝土框架结构直接采用轻钢结构加层建立了三维有限元模型。对4层、5层、6层钢筋混凝土框架分别加一层、两层轻钢结构的抗震性能进行了模态分析和反应谱分析，得到了该类结构的地震反应特点，为加层结构的抗震设计提供了一些理论参考。吕

4、风伟【l31提出了针对轻钢加层混凝土框架结构弹塑性分析的水平荷载分布模式，结合加层结构的力学特点，从多自由度体系的平衡方程出发，以每一楼层为研究对象建立了楼层层间能力谱法，该方法既可以进行整体结构的抗震性能评估，又可以针对结构的连接层或薄弱层进行分析，同时也为基于性能的抗震设计方法提供了依据。1．2．2轻钢加层工程实例美国JulsaOklahoma中州大楼的加层改造，是在原16层的建筑内构筑一个内筒来承担新加的2l层建筑，成为世界上加层层数最多的加层改造工程。意大利的Naples市政府办公楼包括地下室在内共四层，

5、要求增建五层，同时要求施工期间不能停止使用。1973年建于美国Minneapolis的联邦储备银行是Minneapolis市的标志性建筑之一。这座著名的建筑以高塔、悬索和桁架三个主要结构元素构成。值得一提的是，这座建筑在最初的设计中就考虑了未来的加层，并提出加层的设计建议，在加层部分采用拱与下部的悬索形成一个“卵形”，构思巧妙，达到了力学与美学的完美结合。1915年的上海工艺美术品服务部加层改造工程，是我国最早的加层改造工程之一，同时也是加层次数最多的建筑物，先后进行了三次加层改造，均在1949年前完成，该工程为

6、加层改造的理论研究和工程实践提供了宝贵的资料。哈尔滨海燕大酒店由原来的学生宿舍加层改造成建筑美观大方、装修考究的星级宾馆酒店。北京城建集团总公司办公楼由原6层框架结构增至12层。同济大学图书馆，由原来平面为口字形的二层旧馆在中间设置南北两个钢筋混凝土筒3东南大学硕士学位论文体向四周挑出作为图书馆新馆，新馆共十一层，新馆和旧馆完全分开，这是采用内筒式悬挑加层的例子之一。北京京西宾馆在二层餐厅上增设一层钢结构会议室，通过在原混凝土柱顶钻4个A35的孔，孔深420ram，插入A30锚栓，用结构胶灌孔与底板连接，钢柱再与

7、底板锚栓连接，中间以50mm厚细石混凝土填实。贵州省贵阳市甘荫塘中建四局二公司办公楼，楼层项部直接增加一层钢结构。美国纽约商业区的B．AirmanDepartmentStore建于1906年"1913年，采用钢结构加层，庭院加一层，中厅加四层，塔楼部分加七层。1．2．3研究成果总结及存在问题(1)目前相关模型的反应谱分析、时程分析等做了不少研究，但缺乏有效的试验验证，致使很多理论分析结论依据不足。(2)在加层后对原有结构的影响方面研究不够详细，目前研究焦点主要集中在上部加层处，认为轻钢加层后第一层为薄弱层，是能量

8、集中处，需要加强。对原有混凝土结构没有基于试验的定量研究。(3)原有框架结构的鉴定和评估问题。目前我国尚无统一的房屋加层(抗震)鉴定标准和房屋加层(抗震)设计规范，结构加层无章可循。没有一款可以进行混凝土加钢结构混合设计的软件，缺少配套的施工操作规程、规范和质量验收标准。1．3本文的研究内容和研究方法1．3．．I研究内容本为以采用轻钢加层对既有钢筋混凝土框架结构的影响为重