基于分灾模式的框架结构抗震加固设计方法.pdf

《基于分灾模式的框架结构抗震加固设计方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第3期土木工程与管理学报Vo1．28No．32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．201l基于分灾模式的框架结构抗震加固设计方法苏原，吴晟，赵崇丰(1．华中科技大学a．土木工程与力学学院；b．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉430074；2．中冶南方(武汉)设计咨询有限公司，湖北武汉430077)摘要：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

2、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。关键词：分灾模式；抗震加固；框架结构中图分类号：TU375．4文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)03-0040-06对于建筑物的抗震加固，已有很多成熟的抗力与既有结构有良好的匹配关系，以保证分灾单震加固方法¨，但一般多为对单个构件进行加元在强震下

3、首先破坏并大量耗能。这样“良好的固。目前结构抗震加固理论已经从单个构件加固匹配关系”是否存在以及匹配的数值范围显然与层面发展到整个结构体系加固层面上，更加关注具体工程有关，本文以一个5层3跨的混凝土框加固后整体结构的变形能力、耗能能力和结构屈架结构为例，以pushover分析方法为手段，探讨基服机制，以保证加固后的结构整体抗震性能。日于分灾模式抗震加固思想的可行性。本近年来出现了采用附加整体子结构的抗震加固方法“j，在国内，粘滞阻尼器、屈曲约束耗能支1原结构框架及pushover分析撑在汶川地震震后加固和“校安工程”抗震加固中得到了较为广泛的

4、应用，在这类抗震加固1．1原结构模型的建立中，运用了基于性能的抗震加固思想，并对加固后本文以5X3跨5层钢筋混凝土框架结构作的结构整体抗震性能进行评价。在现有抗震加固为原结构，其平面如图1所示，抗震设防烈度为7方法的基础上，结合结构分灾抗震设计的思度，利用PKPM进行结构设计，得出横向梁截面尺想]，文献[9]提出了基于分灾模式的抗震加固寸及配筋见表1(梁号HL，其中i：1，2，3，4，5，设计方法。它的基本思路为：在已有结构之外加代表结构的层号；=1，2，其中1代表4．8m跨的设分灾单元，将其作为结构抗震的第一道防线，当横向梁，2代表2．4m

5、跨的横向梁)，板的厚度为受到小于设防烈度的“小震”作用时，分灾单元可120mm，柱的截面尺寸为400mm×400mlTl，纵筋以分担部分水平地震剪力，并与原有结构一起抵为8016，箍筋为08@100／200，各构件的截面尺寸抗水平地震作用，以达到“小震不坏”的目的；当沿结构层数不变。受到大于设防烈度的强烈地震作用时，新增设的梁的承载力(屈服弯矩)可采用下列近似公分灾单元在地震中将首先产生塑性铰，消耗掉一式计算：部分地震能量，随着分灾单元大量塑性铰的出现，M=LA(h0一口)(1)结构的动力特性将随之改变，整体结构的地震反式中、A、h。、n分别

6、为钢筋抗拉强度设计值、应也将减小，这样就达到了保护原有结构、提高整钢筋面积、梁的有效高度和受压钢筋中心点到梁个结构抗震能力的目的，从而实现“大震不倒”的受压区边缘的距离，计算结果见表1。根据文献设防目标。为实现基于分灾模式的抗震加固思【10]计算得出每层框架柱抗侧刚度见表2。想，就要求加设的分灾单元在侧向刚度和承载能收稿日期：2011-08-15作者简介：苏原(1964一)，男，辽宁阜新人，博士，副教授，研究方向为结构抗震(Email：syuan一027@163．com)第3期苏原等：基于分灾模式的框架结构抗震加固设计方法’41·00寸N00

7、o。寸-__---。。--。-，6000，6000，6000，6000，600030000图1结构平面布置图表1结构横向边榀框架梁的截面配筋及承载力采用沿结构高度均匀分布的加载模式，控制参数采用位移控制，将横向荷载施加于结构上，直至监测点的位移达到预先指定的位移。1．3原结构pushover分析结果根据pushover分析的结果，将7度罕遇地震和达到最大监测位移时原结构的出铰情况分别列于表3和4。由表3可以看出，在7度罕遇地震作用下，框架梁端定义的塑性铰有84个已发展到了防止倒塌阶段，占所定义塑性铰总数的46．7％，而在柱端还没有塑性铰。这说

8、明该结构有一定的抗震能力，并且符合“强柱弱梁”的抗震原则。表2各层柱横向抗侧刚度层数12345表37度罕遇地震作用下原框架出铰情况柱抗侧刚度222422289422