增层框架-摇摆墙体系抗震性能研究

目的基于既有建筑的结构无法满足使用需求现状,通过质量调节及变形模式控制实现结构自振周期延长与损伤可控。方法提出增层框架-摇摆墙体系,对该结构进行理论分析,研究增层对整体结构地震效应的影响机理;利用SAP2000平台建立五个有限元模型,基于规范反应谱开展参数敏感性、静力弹塑性和动力弹塑性分析;并在此基础上,提出摇摆墙简化力学模型。结果增层的质量及高度对整体结构地震作用影响显著;与原框架相比,增层后结构基本自振周期最大延长31.7%,最大弹塑性极限位移响应降低11.5%,最大位移角响应降低20.2%,结构变形不均匀性降低22.0%;与框架-摇摆墙相比,增层后摇摆墙弯矩在弹塑性极限状态下降低33.9%。结论合理设置增层框架-摇摆墙可以小幅降低结构整体地震作用,减小结构地震响应,对结构变形模式可实现有效控制;所建立的摇摆墙简化力学模型可合理反应地震作用下墙体弯矩分布,并使设计偏于安全。

露出式刚接箱型柱混合节点的抗震性能分析

运用ABAQUS有限元软件,分析了用于RC框架-钢结构加层混合结构的露出式刚接箱型柱节点的非线性受力性能,并在验证有限元模型正确性的基础上,深入研究了相关参数对露出式刚接节点抗震性能的影响规律,并提出设计建议。结果表明:露出式刚接箱型柱混合节点为梁塑性铰破坏,具有较强的耗能能力和塑性变形能力,但刚度退化较为严重;根据相关参数研究提出合理的设计建议,上部钢柱应尽可能采用平面内、平面外等稳定性的箱型或■字形截面柱;就论文所研究的试件来看,轴压比控制在0.16~0.40之间比较合理。

振型分解反应谱法计算加层后结构的几个问题研究

在既有钢筋混凝土结构或砖混结构上加建钢结构层后,应采用整体模型进行抗震计算。由于加层部分与既有结构的阻尼特性不同,不能采用统一的振型阻尼比,本文研究了估计混合结构振型阻尼比的实用计算方法。为确保反映出加层结构部分的高阶振型响应,本文引入了部分结构的有效质量系数的计算方法。最后,探讨了加层结构与既有结构的动力相互作用问题,分析了加层后结构层剪力相对于原结构降低的原因。本文研究的计算方法均已在PKPM程序中实现,选用这些方法可以更准确地进行既有结构的加层改造计算。

哈工大动力楼巨型框架增层结构设计与测试

哈尔滨工业大学动力楼原为两层砌体结构房屋 ,建筑面积 3 90 0m2 。根据学校发展要求 ,决定在原建筑上续建 4层。经反复论证 ,决定采用套建预应力混凝土巨型框架增层的结构方案。着重论述了基础设计、上部结构设计、套建施工方案、测试方案与测试结果分析等内容 ,相关思路和方法可供同类房屋的套建增层设计与施工参考。

软土地基地下室加层的基坑支护

通过某工程实例,阐述了地下室由3层增加到4层,在原有支护桩已基本完成施工的情况下,充分利用已有支护桩,采用长短桩结合、利用土拱作用原理、增加内支撑层数等措施,成功完成加层地下室的基坑支护。在施工过程中,紧紧依靠监测成果,通过对监测资料的分析、研究,判断支护结构的安全性。通过监测,证明了设计采取各种措施的安全合理性。本工程取得的经验对于类似工程具有指导意义。

某大厦的加层加固设计与施工

通过某大厦的加层加固设计与施工,探讨由于加层改造导致的框架柱承载力不足的问题及其解决办法。对比增设剪力墙和粘钢等加固方案,找出结构承载力不足的根本原因,多方位解决问题。该工程采用的加固方法和思路,对同类工程具有一定的参考价值。

某多层砖砌体房屋增层改造设计分析

哈尔滨市某建筑原为四层内框架砖砌体结构,根据使用功能要求,需新增2层。针对原房屋受建筑红线限制和原结构特点,提出了内嵌框架增层结构设计方法,实现了竖向荷载作用下,内嵌框架与原砌体上部结构分别受力,整体沉降一致;水平荷载作用下,内嵌框架与原砌体结构房屋协同工作,满足结构侧移限值要求。设计了桩基础、"几"字梁基础和梁式筏板基础3种新增基础方案,并对三种基础方案的可行性进行了对比分析。提出新增柱与原楼板的连接构造方法和避免新增框架柱将荷载传递给原基础的构造方法,通过后置钢筋混凝土电梯井实现竖向交通无障碍设计,可供同类结构改造参考。

老旧砌体房屋加固及顶部加层隔震的理论分析及振动台试验

针对老旧砌体房屋采用外套预制钢筋混凝土墙板加固,并在此基础上提出在加固后的砌体顶部加层隔震的加固增层方案,主要研究加层隔震对加固效果的影响。建立初始砌体结构、加固砌体结构、加层非隔震结构和加层隔震结构的分析模型,分析4种结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力响应和非线性损伤,并对抗震性能较优的加层隔震结构,进行隔震层参数优化分析;对各种加固方案进行1∶4缩尺模型的振动台试验,研究各加固方案的抗震性能,并与数值分析结果进行对比。结果表明,对原老旧砌体结构进行加固后,外套预制混凝土墙片承担大部分的地震剪力,砌体所承担的剪力大幅降低,加固效果明显,而对加固后的结构进行加层隔震后又会使结构基底剪力明显下降,结构的抗震性能进一步提升;对于加层隔震结构,根据结构基底剪力最小的原则存在最佳屈重比。研究为老旧砌体房屋的加固改造和功能提升提供有益借鉴。

加层减震结构振动台试验分析

本文针对一加层减震模型结构对隔震层上下部频率比进行优化设计,对隔震层采用侧移刚度偏小值、优化值和偏大值的加层减震模型结构进行地震模拟振动台试验。试验结果表明,经过参数优化设计的加层减震模型结构有明显减震效果,在试验中使设防水准提高了一级,由直接加层的局部破坏到加层减震后的大震不坏;对于一般的加层减震结构,采用以最大限度地降低既有结构的层间位移为优化目标是合理的,具有普遍的工程意义。

多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计与构造

为有利于加层结构抗震,保证结构整体性,新旧结构的连接(即柱脚节点)能否达到设计要求是轻钢加层工程成败的关键。本文分析了原结构为砖混结构及钢筋混凝土框架结构的轻钢加层的柱脚节点做法,提出铰接柱脚及刚接柱脚锚栓的锚固方式,并指出新旧混凝土的粘结界面处理和植筋技术将影响柱脚节点的承载能力和耐久性。

某多层框架结构办公楼加层加固设计

结合某多层框架结构办公楼加层工程实际,通过对原结构进行计算分析,加层后原结构最大弹性层间位移角不满足规范要求,部分框架柱、部分框架梁配筋不足,底层柱部分轴压比超限。本文结合该多层框架结构办公楼加层加固工程实例,阐述后续使用50年的框架结构加固思路和设计方法,可供同类工程参考。

砌体结构加固及加层隔震模型的非线性数值模拟

研究砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固以及加层隔震后结构在大震作用下的非线性动力响应。基于通用大型有限元软件ABAQUS建立砌体结构模型、加固结构模型以及加层隔震模型,对这些模型进行大震作用下的动力弹塑性分析。计算结果表明,在大震作用下加固结构较原结构的砌体部分承担的地震响应大大减小,非线性损伤也大大减轻,基底剪力大部分由外套结构承担;加层隔震不但不会加大原有结构的地震作用,反而会削弱下部结构的地震作用,进一步减轻砌体部分的非线性损伤。通过分析表明,砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固技术减轻地震响应和损伤,可以取得良好的加固效果,加层隔震后的加固效果更好,文中提出的加固方法具有良好的应用前景。

某6层钢框架加层房屋动静力学性能探讨

因房屋功能要求增加,对某六层钢框架房屋采用轻刚门架进行加层改造,经验算,基础及原结构不需进行加固,满足相关设计规范要求。利用有限元软件ETABS对上部主体结构进行了动静力学特性分析,探讨了加层前后静荷载下的承载力、变形,地震作用下结构自振频率、振型、层间位移角、加速度和破坏模式等性能变化,通过加设支撑改善结构刚度分布和动力特性,减小地震作用,使之满足相关设计规范要求,为类似加层改造工程提供设计参考。

三种套建结构在既有房屋增层改造中的应用

为完善既有房屋套建增层改造决策系统和技术措施,结合具体工程实践,对预应力混凝土框架结构套建增层;新增结构一层顶采用内置预应力钢桁架-混凝土组合框架梁的框架结构套建增层;预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层的设计与施工要点,进行对比分析.结果表明:预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层,不但可实现施工过程中底层楼盖的自承重,而且与其他方案相比,结构整体造价低,施工周期短.因此,在既有房屋套建增层改造中应优先选择预应力钢-混凝土组合框架结构.

两跨非规则预应力型钢高强混凝土框架静力性能分析与设计

为研究基于套建增层的两跨非规则预应力型钢高强混凝土框架(PSRCF)静力受力性能,以高强混凝土强度等级、框架柱轴压比和长细比、框架梁跨高比、框架柱角钢含钢率以及预应力筋的张拉控制应力为主要参数,设计了15组单层两跨PSRCF体系;基于简化力学模型和材料本构关系,利用ABAQUS软件建立PSRCF的有限元模型,开展了单跨非规则预应力和非预应力框架的滞回分析,对通过仿真分析获得的滞回曲线和骨架曲线与拟静力试验结果进行对比,以验证有限元模型的合理性;基于此开展15组单层两跨PSRCF在竖向轴力及水平荷载作用下的静力分析,得到框架的单调荷载-位移曲线,考察了荷载-位移曲线随主要参数的变化规律,给出结构体系的塑性铰出现顺序和两跨PSRCF在套建增层工程中的设计建议。结果表明:柱的轴压比和长细比是影响框架静力性能的主要因素,塑性铰依然按照强柱弱梁的顺序出现,两跨非规则框架结构体系设计是合理的,可为该类新型结构体系在地震区的推广应用奠定基础。

采用不同材料加层时结构阻尼比计算方法(应变能法)

从能量原理出发,推导出采用不同材料加层结构的阻尼比的精确计算公式;同时,根据剪切变形为主的结构特点,推导出适合于手算的不同材料加层结构阻尼比的计算公式,计算公式只与结构振型和楼层质量相关,与精确公式相比有较好的精度。文章通过2个算例分析发现:采用不同材料加层结构的各振型阻尼比不同,各振型阻尼比受加层结构阻尼比的影响也不同;用纯剪切型结构直接计算框架结构的振型阻尼比存在较大误差。

结构减震控制技术在抗震加固改造中的应用

总结了结构减震控制技术在房屋加固改造中的研究及应用，包括隔震、耗能减震及吸振减 震等方法的原理和工程应用实例，并与传统加固改造方法作了对比，对采用结构减震控制技术作为 结构加固改造方法的前景作了展望，并提出结构加固改造技术今后应加强研究的若干问题。

钢结构加层中柱脚刚度对结构抗震性能的影响

由于自重轻、抗震性能好等优点,钢结构直接在混凝土结构上加层,正越来越多的应用到实际工程中.加层后形成的混合结构由于原结构和加层结构采用不同的结构形式,存在质量和刚度的突变,从而柱脚刚度将影响结构的整体性能.结合工程实例,采用有限元分析程序从层剪力、层间位移等方面比较分析刚性柱脚和半刚性柱脚对结构抗震性能的影响.

外套增层协同减震在旧房增层改造中的应用研究

介绍了使用耗能元件对既有建筑物进行加固与改造的外套增层方法 ,这种外套增层方法能使新旧结构共同工作而构成协同减震结构 ,它能有效地增强外套结构底层柱的稳定性及抗侧能力 ;同时能有效地降低主结构在地震作用下的动力响应 ,减震效果明显。是增层与抗震加固的有效结合 ,为旧房的增层改造提出了一种新的结构设计方法。

在用房屋增层改造的经济性评价

对一组 6栋砖混房屋的加固增层方案进行了经济评价 ,提出了加固改造项目的经济分析方法。通过对加固、加固增层和拆除新建 3种方案的比较发现 ,结合加固实施增层比单纯进行加固具有更好的效益 ;如果房屋增层后能使用一定年限 ,加固增层比拆除新建更加经济 ,结合所研究的实例 ,当还原利率为 8%时 ,这一年限大致为 7～ 9年。