砌体房屋改造中局部底框结构在罕遇地震下的抗震性能研究

发布时间：2020-07-22 00:09

【摘要】：既有砌体结构改造为局部底框结构,由于其材料、工期等方面的优势,作为我国最常见的一种既有砌体结构改造方法,在我国建筑业发展史上占据了一席之地。近年来的多次地震中,这类房屋受震害影响严重,而国内的相关规范未对这该类改造房屋的抗震设计提出相应的要求,因此对该类结构抗震性能的研究已经成为当务之急。为更好地研究这种特殊的改造后结构整体的抗震性能,本文以结构形式较为复杂的改造后局部底框结构作为研究主体,采用组合截面的框架单元以及分层壳单元分别模拟加固梁柱构件以及夹板墙构件,选取调整后的地震波,对其罕遇地震作用下的抗震性能展开研究,得出了一些结论。首先,选取了调整后的EI-Centro波、Borrego波和人工波,对改造前后结构进行了弹塑性时程分析,得到了位移、速度、加速度和基底剪力的时程曲线。通过对比分析可知,采用局部底框体系对砌体房屋进行大空间改造,对结构各薄弱部位的抗震性能影响较为明显。然后,通过单向和双向两种地震波输入方式来研究扭转效应对结构的影响,得到了层位移、层间位移角以及扭转值等指标。通过对比可知,地震作用下结构的扭转效应对改造后局部底框结构影响较大。其次,研究了塑性铰的发展规律,找出这类改造结构在地震作用下的典型震害特征。研究表明:改造后局部底框结构的塑性铰主要出现在原结构的连梁处,底部的框架梁柱均处在弹性状态,具有较好的抗震耗能潜力。同时,考虑扭转效应会加快结构塑性铰的发展速率,使结构更快的进入弹塑性状态。最后,分析了罕遇地震作用下各加固构件的受力状态和变化规律,探究这类改造结构中各加固梁柱以及夹板墙构件的典型受力特征。分析表明:加固构件在地震作用下,其受力状态均呈现规律性的变化,夹板墙构件中各层的受力状态均处在较为安全的范围内。同时,扭转效应对各加固构件的受力状态影响较为明显。本文通过对改造后的局部底框结构进行了抗震性能分析研究,为今后这类工程的设计和研究提供了参考和借鉴。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU364;TU352.11
【图文】：

第二章砌体结构改局部底框加固方案，建筑的使用功能发生了变化，原有的结构形式不足以适应新的使用主的使用功能的需求，将建筑物底部两层改造为具有大空间的门厅大梯间，并扩大原建筑中房间面积及布局。，通过结合现场工程检测结果以及建筑方和业主的意见，现决定将一电梯井附近部分砌体墙拆除，进而对部分待拆除墙体进行托换施工，墙承受上部荷载，并对周围部分墙体进行钢筋混凝土面层加固施工，行改造加固。改造加固方案如下：拆除○18~○19以及○21轴处的部分墙体，同时拆除底轴和全楼○20 ~○22 上的横向墙体，原结构中部分墙体采用钢筋混凝土面7~○22轴间的连梁两侧新增托梁。竣工后实景以及改造后结构平面图如。

曲线,砌体,受拉,应力-应变曲线

200 0001.96 0.96 , 01.2 0.2 ,muf 轴心抗压强度平均值；0 —砌体峰值压应，取的 1.6 倍。进行轴压试验的结果表明，轴向压应力在，曲线达到 0.4 之后材料进入塑性状态模量较小，对砌体材料的拉应力-应变关照受压段取用。因此，本文根据砌体与混其受拉本构模型如图 3.3 所示。

框架单元,组合截面,柱组合

（a）托梁组合截面（b）增大截面柱组合截面图 3.5 定义框架单元的组合截面（a）托梁组合截面（b）增大截面柱组合截面图 3.6 定义组合截面的 M-φ曲线.3.2 SAP2000 中壳单元对加固构件的模拟混凝土面层加固的板墙结构在进行有限元分析时，在过去往往采用等代框架模型

【参考文献】