钢筋混凝土框架外设自复位构件加固抗震性能研究

外设自复位构件加固框架的方法是先对框架梁柱采用增大截面法进行加固,后在加固柱截面外侧,沿加固梁并排设置预制梁,预制梁内部张拉无粘结预应力筋,预拉力弹性拉紧作用降低框架震后残余变形率,并在节点设置耗能钢筋,降低节点动力响应。采用有限元分析软件对3榀缩尺试验模型进行拟静力加载,将模拟结果与试验结果对比,验证建模合理性,建立3组共7榀框架进行变参数模拟,考察框架抗震性能影响因素,研究表明,建模方法可较好模拟外设自复位框架的受力特征。预制梁可提高加固后框架承载力,耗能钢筋提高节点处耗能作用较显著,可显著降低框架震后残余变形率,提高加固后框架抗震性能。

既有结构位移型阻尼器加固抗震性能分析与对比

为研究金属阻尼器与摩擦阻尼器对既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固效果,运用有限元软件SAP2000进行弹塑性动力时程分析,对比在相同布置方案及相同刚度条件下,金属阻尼器和摩擦阻尼器加固对既有结构层间位移角、层间剪力、耗能及塑性铰分布等地震响应的改善效果.结果表明两类阻尼器均能明显地减轻地震作用对主体结构造成的损伤;摩擦阻尼器在层间位移角和塑性铰控制方面的加固效果明显优于金属阻尼器,而在层间剪力和耗能方面,金属阻尼器较摩擦阻尼器作用效果明显.

某既有建筑防屈曲耗能支撑加固抗震性能分析

在强震作用下,普通支撑易出现受拉和受压不均匀,容易受压屈曲,导致强度严重下降。与之相比,防屈曲耗能支撑(Buckling-Restrained Brace,以下简称BRB)采用了具有一定延性的材料作为约束材料,通过在普通支撑的外围设置合理的限制机构,限制其受压屈服的同时避免其发生屈曲。因此,在地震中BRB能够实现受拉和受压全截面屈服而不发生屈曲,从而有效降低了结构的损伤。本文基于具体工程实例,对既有建筑的支撑设置进行前后比较,分别采用普通支撑和防屈曲耗能支撑进行加固,对比分析结构周期、加速度反应、基底剪力、支撑轴力、层间位移角、耗能等参数,为加固设计提供了有价值的思路、方法和分析数据,为后续的设计提供参考。

木构古建筑柱架层的加固抗震保护试验研究

以高寒冷风侵环境下的长春市木构建筑为研究方向,对加固后的古建筑柱架层进行地震模拟实验并分析其所具备力学特性。首先,针对未加固的木构古建筑模拟不同地震强度实行振动台实验,将木结构中各耗能构件受力性能及在不同地震强度下需要的耗散能量作为基础,构建木构古建筑耗能构件地震等级破坏测评模型,并可反映未加固的古建筑实际地震灾害等级;其次,对古建筑进行碳纤维加固同时进行振动台实验,根据加固后的木结构力学性能可获得古建筑在不同地震作用下的特殊受力性能及建筑柱架层的位移值和加速度响应值,并获知在以上两个参数增大过程中动力放大系数逐渐变小,表明加固后柱架层榫节点耗能起到明显减震作用。实验证明,对木构古建筑加固后实现了抗震保护目的。

无筋砖墙外加预应力斜拉杆加固抗震试验研究

针对无筋砖砌体结构抗震性能差的问题,提出了采用外加预应力斜拉杆对砖墙进行抗震加固的新方法。即在被加固墙体两侧沿对角线方向对称布置钢拉杆并施加预应力,使墙体同时受到竖向和水平预压作用。竖向预压作用提高了墙体所受正应力,从而可提高其抗震受剪承载力,水平预压作用可以起到水平钢拉杆的作用,提高结构的整体性;同时,斜向布置的预应力筋还可以直接抗剪,从而进一步提高墙体的抗震受剪承载力。为验证该方法的加固效果,进行了3片无筋砖墙在水平低周反复荷载下的全过程试验研究,其中1片砖墙为未加固墙体,2片砖墙为加固墙体。对比分析了未加固墙体与加固墙体的破坏形态和受力特点。试验结果表明,采用预应力斜拉杆加固后,砖砌体墙体的抗震受剪承载力和变形能力均大幅度提高,抗震耗能能力显著增强。

近代优秀历史建筑改造加固抗震设计

本文在总结一幢近代优秀历史建筑加固改造设计的基础上,采用静力弹塑性分析方法对加固方案进行评价,对基于性能(位移)的抗震设计方法在保护建筑抗震加固设计中的运用加以讨论。

砌体结构房屋加固抗震方法探讨

本文探讨砌体结构房屋抗震加固措施及其新进展,并建议在投资-效益准则下选择抗震加固方法,结合施工与加固注意事项,得到满足安全、功能及经济方面等要求。

附加消能子结构在抗震加固工程中的应用

介绍了消能子结构的研究现状,文中以某小学教学楼抗震加固工程为例,阐述了采用附加消能子结构配合屈曲约束支撑进行抗震加固的设计过程,采用阵型分解反应谱法和时程分析法分析并对比了加固前后结构的抗震性能变化,基于现有研究成果,进行了消能子结构的加固设计和罕遇地震作用下的承载力复核。结果表明:采用附加消能子结构对结构进行抗震加固,在提高建筑抗震性能的同时,可以不影响建筑内部功能。加固后,结构整体刚度增加,自振周期变短,层间剪力增大,整体变形变小,结构的整体受力状态和变形模式得到改善,房屋整体抗震性能提升。罕遇地震作用下,结构整体塑性程度较低,损伤屈服机制更加合理,可以实现“大震不倒”的设防目标。消能子结构为连接消能器和主体结构的关键构件,应重点进行设计,采用柱的N-M曲线进行承载力复核比较便捷。文中设计思路可为类似工程提供借鉴和参考。

既有建筑结构抗震加固技术研究综述

城市更新(建筑改造加固)是城市发展转型升级的重要途径。文章介绍了既有建筑抗震加固的重要性、传统与新型抗震加固技术、抗震加固新理论,并探讨了新型抗震加固技术应用在安徽省的工程案例等。最后,对既有建筑结构抗震加固技术未来发展方向做出展望。

消能减震技术在某医院抗震加固中的应用

为研究消能减震技术在既有高层建筑抗震加固中的应用,以黄山华泽中西医结合医院主楼抗震加固设计为例,采用设置K型支撑式黏滞阻尼器的加固设计方案,利用ETABS及SAUSAGE等分析软件,计算消能减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的楼层剪力、层间位移角等性能参数,并进行结构损伤分析。结果表明,减震结构的各项抗震指标均达到性能目标的要求,黏滞阻尼器耗能能力良好,减震效果明显;罕遇地震作用下结构具有合理的屈服机制,满足预期目标。

冯远:开展房屋抗震加固工作 保障广大人民生命财产安全

我国是地震多发国家,约58%的国土和55%的人口处于7度以上地震高烈度区。由于历史原因,目前仍有大量城镇老旧房屋和未采取抗震构造措施的农村房屋存在抗震性能不足的问题。对此,全国人大代表、全国工程勘察设计大师、中国建筑西南设计研究院有限公司总工程师冯远在今年两会上提交建议,呼吁进一步开展房屋抗震加固工作,提升房屋安全性能,切实保障广大人民生命财产安全。

强震作用下跨断层管道柔性接口抗震加固研究

强烈地震引起的地面永久性大变形是导致埋地供水管线损坏的主要威胁之一。该研究借鉴链式结构的设计思想,基于传统承插式管道接口形式,研发了一种新型管道抗震接口,其可支持一定的轴向伸缩自由变形。当接口变形量达至极限状态时,接口发生自锁现象并能提供较高的抗拉承载力,进而带动相邻管道滑移,以抵消断层错动引起的变形量。针对新型抗震接口开展了轴向力学性能试验,并建立了跨断层下的管线数值模型;同时,数值结果与相关全尺寸试验进行对比验证。该研究以土体压实条件和断层穿越管道位置作为关键变量,研究了加固前后断层错动下承插式管道的力学响应。研究结果表明:提出的抗震接口能够有效地提高管道抵抗地面大变形能力,并且提高接口的轴向抗拉拔能力是提升管道抗断层错动能力的关键;对于松砂土跨断层下的承插式管道接口震损较为严重;断层穿越管道不同的位置会造成不同的接口变形规律;国内规范中管道接口的转角限值过于保守,不利于对跨断层承插式管道安全性能进行合理验算。

基于能量平衡的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法研究

由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化,既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求,开展其抗震加固设计研究势在必行。然而,目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代,增加了设计的难度,降低了其适用性。基于能量平衡概念,提出适用于增设消能减震装置的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法。该方法考虑了多地震水准性能目标,设计过程中无需开展非线性动力计算,且迭代次数少。采用所提方法对Benchmark钢框架结构进行加固设计,通过非线性动力分析评估了加固前和加固后结构的抗震性能。研究结果表明:加固后,所有楼层的位移角均明显降低,小震、中震和大震时的平均降幅约为20%,可见加固后结构抗震性能得到了显著改善;加固结构在小震、中震和大震下的层间位移角均与设计值吻合,实现了预期的层间位移角和屋顶位移角目标,验证了所提方法的有效性;所提方法设计的阻尼器在小震时整体保持弹性状态,在中震和大震时进入屈服耗能状态,实现了预期的耗能机制,且阻尼器延性需求沿楼层的分布较为均匀,进一步表明了设计方法的合理性。研究成果可为既有建筑结构的抗震性能加固设计提供参考。

开敞式防洪闸闸室结构抗震安全分析及加固措施研究

以处于地震基本烈度8度区的某开敞式防洪闸为例,基于有限元分析软件,采用时程分析法对闸室结构抗震能力进行了分析。针对闸室上部启闭机房结构存在的抗震缺陷,制定了不同的抗震加固方案,通过不同加固方案抗震能力对比分析,比选了较优加固方案,并在较优方案基础上,探究了连通梁截面尺寸对闸室结构加固效果的内在影响规律。结果表明:地震作用下防洪闸闸室结构启闭机房排架柱折角位置处出现较大拉应力区,其最大拉应力超过了结构承载能力,不满足抗震安全需求;在各排架柱之间增设连通梁可降低启闭机房结构动力响应,但设计过程中为避免启闭机房结构产生鞭梢效应,不宜在顶部位置增设;连通梁截面尺寸对启闭机房排架柱结构抗震能力影响显著,实际工程中可通过控制截面尺寸达到理想的抗震加固效果。

约束砌体结构抗震加固研究

为研究约束砌体结构在采用混凝土条带、窗下墙设缝、窗间墙宽度增大等加固方法作用下的破坏模式,该文以2层开洞砌体结构为研究对象,采用数值模拟技术,建立多组试验模型,研究了条带配筋率、窗下墙设缝深度、窗间墙宽度在动力时程作用下对约束砌体结构抗震性能及自振周期的影响,并以墙体破坏率为指标,定量研究了条带配筋率、窗下墙设缝深度、窗间墙墙体宽度等单因素下的合理取值,研究表明:窗间墙宽度的合理取值应大于900 mm;混凝土条带的钢筋配筋率合理取值为大于0.65%;窗下墙设缝深度的合理取值为200 mm。

东日本大地震后某校舍抗震加固改造与效果评估实验研究

2011年东日本大地震后,校舍建筑的抗震加固变得极为迫切。针对日本某校舍建筑的抗震加固工程展开计算分析及实验研究。首先阐述既有校舍建筑的结构特征及抗震鉴定结果,提出纵向采用钢支撑框架提高强度,首层横向新设剪力墙以及增厚楼梯间楼板的加固方案。随后,利用无线振动测试系统在校舍建筑抗震加固前后进行常时微动测试实验,分别从整体与局部角度分析加固前后校舍建筑加速度响应、固有周期以及振型等参数变化。最后,对比分析有限元计算及测试结果,阐述抗震加固方法及位置对原有建筑的性能影响,验证抗震加固方法的有效性。结果表明:采用钢支撑框架的加固方法有效提高既有校舍建筑的强度,加固后加速度响应值约降低至加固前的1/3,加固方法起到提高整体强度、改善刚度分布及结构整体性作用;固有周期以及加速度响应放大倍率的变化与该校舍抗震加固方法较吻合,表明基于振动测试的研究方法能够有效评估抗震加固措施的效果。研究成果可为既有校舍建筑的抗震加固方案选取及性能评估提供参考。

中小学砌体结构校舍抗震加固设计实践研究

抗震加固设计的有效性直接影响后续校舍抗震加固的质量。该文通过研究抗震设计和抗震加固的相关的规范、标准以及工程文献资料,系统地介绍校舍抗震加固的设计过程和设计要点,重点分析常见砌体结构的抗震加固的受力特征和抗震加固抗震验算公式并提出抗震加固设计中可能存在的问题及解决对策。

主余震下某厂房加固前后抗震性能影响研究

围绕宁夏瑞泰菌灵厂房的加固设计和主余震序列组合下抗震性能展开研究。基于结构分析软件OpenSees建立有限元模型对结构进行抗震分析。结果表明:在不同序列组合的主余震作用下,残余变形分别平均增加了23.25%、47.00%、78.03%,加固后残余变形平均衰减了80.20%、54.20%、48.45%。

川南某换流站复杂堆积体边坡开挖变形机制及抗震加固效果评价

西南山区广泛分布的复杂堆积体边坡开挖变形机制对换流站建设具有重大制约作用。为解决白鹤滩—江苏某特高压输电工程换流站建设的紧迫需求,以拟建站址区堆积体边坡为研究对象,采用深部位移监测、原位试验和FLAC3D数值模拟相结合的手段,对该堆积体边坡开挖变形机制及不同设计方案、不同桩参数条件下的抗震加固效果进行评价,并分析其抗震加固机理。结果表明:①换流站“多成因类型土体”的复杂堆积体边坡开挖极易产生变形,失稳模式为“牵引式蠕滑-拉裂”;②开挖过程中形成的高陡临空面是导致此类堆积体边坡变形的主控因素,堆积体边坡土体的高水敏性是短历时强降雨后坡体变形加剧的内在诱因;③经过圆形抗滑桩和矩形抗滑桩两种边坡加固方案治理后,坡体变形量均显著降低,坡体内最大变形位置位于坡体中后部,堆积体边坡在天然、地震工况下的稳定系数均符合设计要求,采用矩形抗滑桩对此类型堆积体边坡的治理具有更高的抗滑支挡效益和经济效益;④地震工况下,抗滑桩桩顶变形最大,剪力和弯矩随着地震波的增加呈先增加后减小,最终达到最大值的变化趋势,最大弯矩值位于抗滑桩桩身约1/2处,边坡的支挡设计应结合桩身剪力、弯矩等分布规律进行。研究成果可为类似工程的设计和施工提供参考。

水库抗震加固技术的研究与应用

水库作为重要的水利工程之一,不仅在人们的生活和生产中发挥着不可替代的作用,同时也承担着巨大的防洪和供水压力。然而,地震作为一种自然灾害,对水库的破坏可能带来极为严重的后果,不仅威胁水库结构的安全性,还可能引发次生灾害,对周边地区造成严重影响。本文旨在研究水库抗震加固技术以提高水库在地震中的抗震性能,减轻地震灾害可能带来的影响,期望可以为今后水库抗震技术的实际工程应用提供科学依据和技术支持,促进水库工程的可持续发展。