预应力支撑加固RC框架结构抗震性能研究
发布时间：2021-12-18 01:41
我国地震运动发生频繁,地震灾害发生时,受灾地区大量RC框架结构建筑遭受严重破坏。针对这种现象,本文基于性能化设计的思想,借鉴了预应力支撑技术在钢结构建筑加固中的应用,提出了一种将预应力支撑加固技术应用于RC框架结构加固中的一种新型的加固方法。本文首先采用基于变形（位移）的抗震设计方法推导出了预应力支撑面积以及初始有效应力的计算公式并验证其准确性;其次,使用YJK设计软件对RC框架模型算例进行了弹性分析、静力推覆分析以及动力弹塑性分析,统计结构的最大层间位移、最大层间位移角以及楼层剪力等层间参数,定量评估有无预应力支撑、支撑布置形式（X型与V型）等因素在多遇地震、设防地震以及罕遇地震下对结构抗震性能的影响,并与型钢支撑进行对比;最后,使用MSC.MARC有限元软件对RC框架模型算例进行了逐步增量时程分析（IDA）,统计了结构的谱加速度Sa（T1）50%collapse、倒塌储备系数CMR和结构倒塌率等结构抗倒塌指标,定量评估有无预应力支撑、初始有效应力水平、支撑布置形式等因素在罕遇地震及极罕遇地震下对结构抗倒塌性能的影响并与型钢支撑进行对比。本文研究得出了以下结论:（1）多遇地震作用下,...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１地震作用下梁破坏图
?扬州大学硕士学位论文???曹??图１．３地震作用下整体倒塌破坏图??另外，随着社会发展和经济水平的提高，我国的建筑设计规范也随之进行着不断??地更新，对建筑物抗震性能的要求不断提高。现如今，大量的既存建筑物其抗震性能??己经不满足现行规范的要求，并且由于长时间使用，建筑物结构构件本身发生了一定??程度的损伤，使得建筑物的抗震性能下降。根据ＧＢ５００２３－２００９《建筑抗震鉴定标准》??［４］规定，将建筑物按照后续使用年限３０年、４０年、５０年分为Ａ、Ｂ、Ｃ三类。大量既??存建筑物抗震性能不满足现行规范标准或者已超过其使用年限，需进行建筑抗震鉴??定，鉴定不合格的建筑物需根据ＪＢ１５８－２０１１《建筑抗震加固建设标准》［５］进行加固。??历次的地震灾害表明［２１，在面对地震灾害时，这一类建筑物将成为高危对象。因??此，对此类建筑物进行加固，提高其抗震性能的研宄显得尤为重要。??目前，加固ＲＣ框架的方法主要包括构件加固方法以及整体加固方法，构件加固??方法［８］包括主要有增大截面加固法、混凝土置换加固法、粘钢加固法和粘贴纤维复合??村料加固法等。而整体加固方法的出现是由于构件加固方法施工时均需要对原结构的??构件进行原位改造以确保加固构件与主体结构的整体性，因此加固过程中难免会对周??围环境以及建筑物的正常使用造成影响。然而，当加固一些特殊的建筑物，如：施工??时搬迁难度较大的民用建筑物、医院、学校等，这些建筑物均需要在施工过程中能够??保证大部分的使用功能，并且要求加固方式需要经济实用，满足一定的经济条件限??制。传统的构件加固技术无法满足这些要求，因此需要采用施工过程中不影响被加固??结构使用的整体式的加固
?第１章绪论???Ｔａｋｅｕｃｈｈｉ?Ｔｏｒｎ等［１Ｇ］为了研宄Ｘ型钢支撑加固措施的性能，对东京工业大学建筑馆采??用Ｘ型钢支撑加固措施进行了加固，研究结果显示该加固方法可以提高结构的抗侧刚??度，减小结构的侧移变形，并且是结构变形分布更加均匀，对结构的抗震性能有较大??提高。然而，钢支撑加固也存在其不足之处，即型钢支撑构件容易发生平面外失稳，??从而造成结构的破坏。??ｍｍｒ??图１．４钢支撑Ｖ型布置?图１．５钢支撑Ｘ型布置??近年来，我国的预应力技术发展迅速，体外预应力技术Ｉ１１］作为后张法预应力体系??中的一个重要分支，也在新建的预应力混凝土桥梁和结构建筑物以及既有混凝土及钢??结构建筑物的重建加固及维修中有了大量的应用。其中，体外预应力加固的方法具有??施工简便，加固性能优越，经济成本较低等优点，在钢结构建筑物的加固中应用较??多，在ＲＣ?ｆｔ架结构中，主要应用于对结构构件（梁、柱等）的加固，在整体结构加??固中的应用研宄较少。??１＾１?＿??图１．６预应力加固梁?图１．７预应力撑杆加固柱??综合以上信息可以看出地震作用发生时，框架结构的破坏情况较为严重，大量既??存建筑物存在进行抗震加固的需求。但是传统的加固ＲＣ框架的方法只有对加固构件??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力技术在加固工程中的应用[J]. 李慧,金成,王皓昉,胡雪烽. 居舍. 2019(28)
[2]轻钢支撑加固混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 谭欣,曹平周. 钢结构(中英文). 2019(05)
[3]某超高结构加强层的“嵌固”作用讨论[J]. 郑世钧,张昊强. 工程抗震与加固改造. 2019(02)
[4]体外预应力自复位框架基于性能的抗震设计方法[J]. 鲁亮,刘霞,徐颖超. 地震工程与工程振动. 2016(05)
[5]多高层预应力钢结构索支撑-框架静力性能研究[J]. 刘学春,林娜,张爱林,赵亮,王艺蒙. 工业建筑. 2015(06)
[6]索支撑-钢框架结构滞回性能研究[J]. 刘学春,林娜,张爱林,赵亮,王艺蒙,腾伟. 钢结构. 2015(04)
[7]钢框架预应力支撑结构拉索截面面积设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2015(03)
[8]体外预应力混凝土梁受剪承载力计算方法研究[J]. 戚家南,王景全,吕志涛. 建筑结构学报. 2015(01)
[9]钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2014(12)
[10]中国西北少数民族地区地震灾害特点及其影响评估[J]. 阿里穆斯,席溢,段飞舟. 自然灾害学报. 2014(05)
博士论文
[1]钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究[D]. 缪志伟.清华大学 2009
硕士论文
[1]内置灌浆方钢管桁架混凝土梁受弯性能试验和分析[D]. 胡鹏飞.扬州大学 2019
[2]基于单源随机向量的结构随机分析[D]. 庄硕.扬州大学 2018
[3]超限建筑非线性动力弹塑性时程分析[D]. 许梦娜.山东大学 2018
[4]带边框变截面无梁楼盖的框架—核心筒体系研究[D]. 薛强.广东工业大学 2018
[5]可控摇摆自复位结构的抗震性能分析[D]. 周星宇.苏州科技学院 2015
[6]钢板—混凝土组合加固矩形梁抗弯承载能力试验研究[D]. 张凯.重庆交通大学 2015
[7]基于梁弹塑性转动需求的框架抗震分析[D]. 刘德权.哈尔滨工程大学 2015
[8]板式楼梯对框架结构抗倒塌能力影响的研究[D]. 陈伟.扬州大学 2012
[9]带RC填充墙框架结构抗地震倒塌性能的分析[D]. 肖朝军.扬州大学 2012
[10]采用剪力墙加固框架结构的抗震性能研究[D]. 刘艳梅.扬州大学 2012
本文编号：3541374
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１地震作用下梁破坏图
?扬州大学硕士学位论文???曹??图１．３地震作用下整体倒塌破坏图??另外，随着社会发展和经济水平的提高，我国的建筑设计规范也随之进行着不断??地更新，对建筑物抗震性能的要求不断提高。现如今，大量的既存建筑物其抗震性能??己经不满足现行规范的要求，并且由于长时间使用，建筑物结构构件本身发生了一定??程度的损伤，使得建筑物的抗震性能下降。根据ＧＢ５００２３－２００９《建筑抗震鉴定标准》??［４］规定，将建筑物按照后续使用年限３０年、４０年、５０年分为Ａ、Ｂ、Ｃ三类。大量既??存建筑物抗震性能不满足现行规范标准或者已超过其使用年限，需进行建筑抗震鉴??定，鉴定不合格的建筑物需根据ＪＢ１５８－２０１１《建筑抗震加固建设标准》［５］进行加固。??历次的地震灾害表明［２１，在面对地震灾害时，这一类建筑物将成为高危对象。因??此，对此类建筑物进行加固，提高其抗震性能的研宄显得尤为重要。??目前，加固ＲＣ框架的方法主要包括构件加固方法以及整体加固方法，构件加固??方法［８］包括主要有增大截面加固法、混凝土置换加固法、粘钢加固法和粘贴纤维复合??村料加固法等。而整体加固方法的出现是由于构件加固方法施工时均需要对原结构的??构件进行原位改造以确保加固构件与主体结构的整体性，因此加固过程中难免会对周??围环境以及建筑物的正常使用造成影响。然而，当加固一些特殊的建筑物，如：施工??时搬迁难度较大的民用建筑物、医院、学校等，这些建筑物均需要在施工过程中能够??保证大部分的使用功能，并且要求加固方式需要经济实用，满足一定的经济条件限??制。传统的构件加固技术无法满足这些要求，因此需要采用施工过程中不影响被加固??结构使用的整体式的加固
?第１章绪论???Ｔａｋｅｕｃｈｈｉ?Ｔｏｒｎ等［１Ｇ］为了研宄Ｘ型钢支撑加固措施的性能，对东京工业大学建筑馆采??用Ｘ型钢支撑加固措施进行了加固，研究结果显示该加固方法可以提高结构的抗侧刚??度，减小结构的侧移变形，并且是结构变形分布更加均匀，对结构的抗震性能有较大??提高。然而，钢支撑加固也存在其不足之处，即型钢支撑构件容易发生平面外失稳，??从而造成结构的破坏。??ｍｍｒ??图１．４钢支撑Ｖ型布置?图１．５钢支撑Ｘ型布置??近年来，我国的预应力技术发展迅速，体外预应力技术Ｉ１１］作为后张法预应力体系??中的一个重要分支，也在新建的预应力混凝土桥梁和结构建筑物以及既有混凝土及钢??结构建筑物的重建加固及维修中有了大量的应用。其中，体外预应力加固的方法具有??施工简便，加固性能优越，经济成本较低等优点，在钢结构建筑物的加固中应用较??多，在ＲＣ?ｆｔ架结构中，主要应用于对结构构件（梁、柱等）的加固，在整体结构加??固中的应用研宄较少。??１＾１?＿??图１．６预应力加固梁?图１．７预应力撑杆加固柱??综合以上信息可以看出地震作用发生时，框架结构的破坏情况较为严重，大量既??存建筑物存在进行抗震加固的需求。但是传统的加固ＲＣ框架的方法只有对加固构件??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力技术在加固工程中的应用[J]. 李慧,金成,王皓昉,胡雪烽. 居舍. 2019(28)
[2]轻钢支撑加固混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 谭欣,曹平周. 钢结构(中英文). 2019(05)
[3]某超高结构加强层的“嵌固”作用讨论[J]. 郑世钧,张昊强. 工程抗震与加固改造. 2019(02)
[4]体外预应力自复位框架基于性能的抗震设计方法[J]. 鲁亮,刘霞,徐颖超. 地震工程与工程振动. 2016(05)
[5]多高层预应力钢结构索支撑-框架静力性能研究[J]. 刘学春,林娜,张爱林,赵亮,王艺蒙. 工业建筑. 2015(06)
[6]索支撑-钢框架结构滞回性能研究[J]. 刘学春,林娜,张爱林,赵亮,王艺蒙,腾伟. 钢结构. 2015(04)
[7]钢框架预应力支撑结构拉索截面面积设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2015(03)
[8]体外预应力混凝土梁受剪承载力计算方法研究[J]. 戚家南,王景全,吕志涛. 建筑结构学报. 2015(01)
[9]钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2014(12)
[10]中国西北少数民族地区地震灾害特点及其影响评估[J]. 阿里穆斯,席溢,段飞舟. 自然灾害学报. 2014(05)
博士论文
[1]钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究[D]. 缪志伟.清华大学 2009
硕士论文
[1]内置灌浆方钢管桁架混凝土梁受弯性能试验和分析[D]. 胡鹏飞.扬州大学 2019
[2]基于单源随机向量的结构随机分析[D]. 庄硕.扬州大学 2018
[3]超限建筑非线性动力弹塑性时程分析[D]. 许梦娜.山东大学 2018
[4]带边框变截面无梁楼盖的框架—核心筒体系研究[D]. 薛强.广东工业大学 2018
[5]可控摇摆自复位结构的抗震性能分析[D]. 周星宇.苏州科技学院 2015
[6]钢板—混凝土组合加固矩形梁抗弯承载能力试验研究[D]. 张凯.重庆交通大学 2015
[7]基于梁弹塑性转动需求的框架抗震分析[D]. 刘德权.哈尔滨工程大学 2015
[8]板式楼梯对框架结构抗倒塌能力影响的研究[D]. 陈伟.扬州大学 2012
[9]带RC填充墙框架结构抗地震倒塌性能的分析[D]. 肖朝军.扬州大学 2012
[10]采用剪力墙加固框架结构的抗震性能研究[D]. 刘艳梅.扬州大学 2012
本文编号：3541374
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