某教学楼单跨框架结构的屈曲约束支撑加固抗震分析

发布时间：2020-03-25 07:01

【摘要】：单跨框架的结构形式结构抗震冗余度不够,抗震防线单一,在地震作用下其柱构件容易被破坏,造成结构连续倒塌。现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中6.1.5条规定抗震设计的框架结构不应采用单跨框架。因此,对地震区中不满足规范标准的中小学教学楼和宿舍楼必须进行抗震加固。本文根据某四层教学楼的钢筋混凝土单跨框架结构工程实例,对比增设屈曲约束支撑的方法和增设剪力墙的方法对框架结构的加固效果。利用Midas软件对加固前的单跨框架结构,屈曲约束支撑加固后框架结构和增设剪力墙加固后结构进行抗震性能分析,分析方法包括反应谱分析、静力弹塑性和动力弹塑性分析。不同加固方法的计算分析研究反映,反应谱分析下采用屈曲约束支撑加固法和剪力墙加固法加固后的结构抗侧刚度增大,周期减小,层间位移减小;在静力弹塑性分析下,得到三种结构的能力谱曲线和性能点处层间位移角,以及支撑与剪力墙加固后结构的塑性铰发展情况,结果表明两种加固方法均提高了结构的抗震能力,其中屈曲约束支撑加固有效改善了塑性铰的发展状况,增加了结构冗余度,增加了结构抗震防线,改善了结构的抗震机制,而剪力墙加固后梁柱塑性铰破坏机制并没有得到很好的改善;在动力弹塑性分析下,对比三种结构在地震下的基底剪力、层间位移角、顶点位移和顶点加速度值,结果表明屈曲约束支撑加固后结构在罕遇地震作用下,支撑进入塑性工作状态,显示出支撑良好的滞回性能,消耗了地震能量,结构基底剪力显著减小,而在剪力墙加固后结构抗侧刚度增大,结构基底剪力显著增大,结构的地震反应也明显增大。分析结果说明,屈曲约束支撑能更好的改变单跨框架的结构形式,加固效果也更明显有效。
【图文】：

顶标,函数定义,反应谱,楼面

图 2.1 结构平面ig.2.1 Structural Pla报告，采用 Midas梁、柱，模拟整个显示中，将梁顶标，考虑地面以下的纸输入楼面及梁上载。荷载定义完成的钢筋数据输入；反应谱函数定义和震分组为第 1 组，

模型图,后结构,模型,剪力墙

剪力墙的布置可按照《高层建筑混凝土结构技术规程》[37]（JGJ3-2010）7.1.1 条中规定，在平面上宜沿着主轴方向布置，抗震设计时，不应单面布置剪力墙。但在本文中仅考虑结构单跨方向上的抗震性能，，故只在结构两侧 Y 方向上对称布置剪力墙。为避免结构竖向刚度突变，宜从基础底部至结构顶部全高连续布置。剪力墙布置时可存在洞口，满足建筑使用要求。2.3.1屈曲约束支撑加固模型增设屈曲约束支撑法中，屈曲约束支撑芯材采用 Q235 型号软钢，采用人字形布置，布置位置在 1 号和 3 号轴线上，B 轴线与 D 轴线之间，支撑布置后模型如图 2.2 所示。支撑施工场景如图 2.6 所示，实际布置如图 2.7 所示。2.3.2剪力墙加固模型增设剪力墙法中，剪力墙构件采用 C25 混凝土，墙厚 250mm，墙长 1.75m，剪力墙构件需从基础底部到框架顶部全高布置，位置为 1 号和 3 号轴线上，B 轴线与 D 轴线之间，剪力墙布置后模型如图 2.3 所示。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.11

【参考文献】