钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究.pdf

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1、第12卷第17期2012年6月科学技术与工程VoL12No．17Jun．20121671—1815(2012)17—4201-05ScienceTechnologyandEngineering@2012Sci．Tech．Engrg．建筑技术钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究张俊斌杨晓东王伦(昆明理工大学建筑工程学院工程抗震研究所，昆明650500)摘要为了研究用钢筋混凝土摩擦耗能支撑对既有框架结构加固后的抗震性能，利用ETABS软件模拟既有框架结构加固前和加固后的模型。对比了两个模型的层间位

2、移角、剪重比以及内力变化。通过研究表明：增设耗能支撑的加固措施，不仅能有效地改善既有框架结构的抗侧刚度，而且在罕遇地震作用下还能提供很好的耗能减震性能，从而使既有框架结构加固后具有足够的抗震安全储备实现其抗震设防目标。关键词摩擦耗能支撑既有框架结构抗震性能中图法分类号TU352．11；文献标志码A钢筋混凝土摩擦耗能支撑是一种新兴的耗能减震装置，随着对其的研究与发展，该装置具有性能优良、造价低廉及实用方便等特点。在实际工程中，钢筋混凝土耗能支撑主要集中用在新建的框架结构工程，却很少运用于既有框架结构的加

3、固措施中。本文结合实际工程，研究既有框架结构增设摩擦耗能支撑加固后的抗震性能，期望通过增设摩擦耗能支撑，可以较好地改善既有框架结构的抗震性能，达到减震的效果，较好地保护主体结构。1钢筋混凝土摩擦耗能支撑构造及布置本文钢筋混凝土耗能支撑中耗能器为钢板．橡胶摩擦耗能器2I3J。这种耗能器采用单元式双剪型设计，基本元件主要由三块普通钢板、两个复合橡胶片、高强螺栓和耗能器与混凝土支撑之间的连接板组成；其构造见图1所示。在本加固实例中，增加的耗能支撑布置在既有框架结构轴线B～C之间，轴线①、⑩处每层布置，轴线⑦

4、处布置在第二层和图1钢筋混凝土摩擦耗能支撑构造及布置图第三层，在轴线B与轴线C处，均都布置在轴线①2012年3月23日收到～②之间、⑩～⑩之间二层、三层布置，根据文献第一作者简介：张俊斌(1989一)，昆明理工大学建筑工程学院硕士[4]地震作用中支撑的最大轴压力控制其截面尺研究生，研究方向：抗震鉴定、加固。E—mail：lzdd0007@163．con。寸，钢筋混凝土支撑截面尺寸采用350mm×4004202科学技术与工程12卷mm，屈服滑移荷载为250kN的耗能器。截面尺寸为250mmX600mm，

5、主筋强度等级为HRB335，箍筋强度等级为HPB235，楼板厚度为1002工程概况nlln，保护层厚度为30mm，建筑平面图见图2所示。本工程为昆明市某中学综合楼，该建筑为4层结构设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度，单跨结构，结构跨度为6300mm，开间跨度为3300建筑场地类别为二类，设计基本地震加速度为0．30mm，层高均为3m，框架梁、柱混凝土强度等级为g，水平地震影响系数最大值多遇地震=0．24，C20，框架柱截面尺寸为350mm×450mm，框架梁罕遇地震。=1．2。33003300⋯

6、3QQ3300330033003300330033003300i3300i33001—-’一’_——r、、一r、r、．．r＼一33003300330033003300330033003300330033003300330039boo图2综合楼平面图3计算模型、进行时程分析。根据实际加固工程中所得到的排查鉴定报告4动力性能分析及施工图纸，用ETABS软件分别建立既有框架综4．1模态分析合楼加固前和加固后的模型，并对所建模型在多遇模态分析时为使其振型质量参与系数均超过地震作用下和罕遇地震作用下分别进行计算

7、分析。90％，选取的振型数为9个，其周期见表1。依据现行规范要求，选择两条天然波和一条人工波表1原框架与耗能支撑框架周期对比从表1可看出，耗能支撑结构的第一周期小于层间位移角发生在第2层，且不能满足规范要求，而原框架结构，这是由于增设耗能支撑后耗能支撑提增设摩擦耗能支撑之后，框架的最大层间位移角较供框架结构一定的刚度贡献。未加固前减小，符合抗震规范要求的最大层间位移4．2多遇地震作用下动力性能比较角限值，说明增设耗能支撑后结构抗侧刚度提高，4．2．1多遇地震下层间位移角使框架结构抗震性能有所提高，满足

8、规范j‘‘小震多遇地震下对原框架结构与支撑结构时程分不坏”的第一水准要求，且输入不同地震波进行时析时，其层间位移角变化曲线如图3所示。程分析时，其层间位移角变化较小，说明时程分析从图3中可以看出，在多遇地震作用下，原结构是合理的。17期张俊斌，等：钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究萋表2多遇地震作用下基底剪力妻构4由表2中可以看出，在多遇地震作用下，输入不3噬同地震波的情况下，结构两个方向的基底最大剪力2均都不同程度地增大，说明增设摩擦耗能支撑