密缀板耗能格构柱加固既有框架结构的简化分析及工程应用

为了解决既有建筑抗震加固施工过程中使用功能被中断的问题,基于摇摆结构的相关原理,提出一种密缀板耗能格构柱,其密集缀板采用低屈服点钢材的窄翼缘小截面钢梁,而2个柱肢是高屈服点钢材内部灌注高标号补偿收缩混凝土的钢管柱。首先,基于既有钢筋混凝土框架附加弯剪型子结构的方法,建立考虑附加子结构柱底弹性水平约束和弹性转动约束的微分方程,并利用参数取值的变化进行理论研究;然后,为了验证密缀板耗能格构柱对既有钢筋混凝土框架抗震的有利作用,将其应用于既有钢筋混凝土框架分别进行多遇地震和罕遇地震作用下的分析。研究结果表明:多遇地震作用下密缀板耗能格构柱可提供适当的刚度,使得既有钢筋混凝土框架结构的刚度有所提高;罕遇地震作用下,密缀板耗能格构柱能够改善既有钢筋混凝土框架的变形形态和受力状态,使其损伤分布更加均匀,残余变形显著降低。密缀板耗能格构柱在地震作用下屈服耗能,发挥了消能减震作用。

钢筋缀件轻钢耗能格构柱抗震性能研究

新型轻钢耗能格构柱具有自重轻、产业化生产、施工周期短、抗震性能好等优点。主要是通过对两种轻钢耗能格构柱在低周往复荷载作用下的数值模拟分析,研究轻钢耗能格构柱的延性性能、刚度退化、滞回性能等。结果表明:轻钢耗能格构柱的滞回曲线饱满,具有较好的抗侧力能力,可以作为一种新型的轻钢耗能格构柱用于多层钢结构住宅。

四肢钢管混凝土格构柱耗能能力有限元分析

为了优化四肢钢管混凝土格构柱的设计,更好地掌握格构柱的抗震性能,完成了2根四肢钢管混凝土格构柱的低周反复加载试验,并通过试验校核修正了有限元模型。利用ANSYS有限元软件对四肢钢管混凝土格构柱进行了三维非线性数值模拟,重点研究了轴压比、等效长细比及材料比例系数对试件耗能能力的影响。研究结果表明:材料比例系数ζ越大,试件延性越好,当ζ=1.5~2.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当ζ≈2时,试件材料比例系数设计最佳;一般轴压比n越大,试件水平承载力越大,但延性变差,当n=0.2~0.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当n≈0.5时,试件轴压比设计最佳;一般随着等效长细比增大,试件水平承载力降低,延性越好,但建议四肢钢管混凝土格构柱的名义长细比控制在10以内。

密缀板耗能格构柱加固既有框架结构的实例分析及理论研究

新型户外加固方式是一种经济实用的加固措施,其相较于传统加固方式最大的优势是不入户,少扰民,既有建筑的使用功能几乎不受干扰,因此该种加固形式具有广阔的应用前景和巨大的发展空间。基于新型户外加固的思想,提出了一种密缀板耗能格构柱,结合实际工程将其应用在既有框架结构的抗震加固中。首先对一个五层的既有框架结构进行了多遇地震作用下的初步试算,计算结果不能满足现行抗震规范的相关要求。由于该建筑物是一栋医院门诊楼不便于停止营业,因此决定在室外采用密缀板耗能格构柱对其进行抗震加固。采用密缀板耗能格构柱加固后的结构,其多遇地震下的计算结果可以满足现行抗震规范的相关要求。为进一步验证加固效果,对加固后的整体结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。结果表明:密缀板耗能格构柱能够改善既有框架的变形形态和受力状态,使得既有框架结构的损伤分布更加均匀;既有框架结构的残余变形显著降低。密缀板耗能格构柱的缀板在地震作用下屈服耗能,起到了保护既有框架结构的作用。受上述罕遇地震计算结果的启发,采用简化的两自由度连体结构模型,进行了理论分析,结果表明,在两子结构之间附加消能减震装置,能显著减小主结构的地震反应,这充分佐证了本文方法的合理性。