防屈曲支撐加固鋼筋混凝土框架抗震性能及設計方法.pdf

1、地震作用下，抗震性能不足的既有鋼筋混凝土結構容易發(fā)生嚴重破壞甚至整體倒塌，需要對其進行抗震加固以滿足現行抗震規(guī)范的要求。傳統(tǒng)抗震方法是通過主體結構構件的彈塑性變形耗散地震能量，但由于地震作用的不確定特性，地震作用下結構可能會發(fā)生嚴重破壞或倒塌。結構耗能減震技術彌補了傳統(tǒng)抗震方法的缺點，把本來主要由主體結構構件耗散的地震能量轉移給耗能減震阻尼器來消耗，從而大幅度地減輕主體結構構件的破壞或損傷。防屈曲支撐不僅有效地解決了普通支撐在罕遇地震作

2、用下的受壓屈曲問題，而且可以作為耗能減震阻尼器對主體結構起到被動控制的作用。防屈曲支撐引起了地震工程領域的學者和工程師的高度關注，但是目前對防屈曲支撐加固既有鋼筋混凝土框架的研究比較少。
　　本文主要研究防屈曲支撐加固混凝土框架的抗震性能及設計方法，主要研究內容及結論如下：
　?。?）針對增設防屈曲支撐給主體混凝土框架帶來的不利影響，采用了一種組合抗震加固方法，即采用防屈曲支撐對框架結構進行整體加固，用于提高結構的側向強度、

3、剛度和耗能能力，同時采用外包鋼技術對增設支撐跨的柱子和梁柱節(jié)點進行局部加固，用于提高柱子的抗彎承載力和變形能力。從河北省圖書館一棟框架結構底層選取一榀框架作為試驗模型。對1榀采用組合抗震加固方法加固和1榀未加固的單層、單跨1/2縮尺比例框架框架分別進行擬靜力試驗，來驗證提出的組合抗震加固方法的有效性。試驗結果表明，提出的組合加固方法能夠有效防止框架的柱子和梁柱節(jié)點的局部破壞；防屈曲支撐顯著地提高了框架的水平承載力和剛度，消耗了加載中輸入

4、加固框架中的大部分能量；外包鋼有效地改變了主體框架的破壞模式。
　?。?）基于OpenSees分析程序對防屈曲支撐加固鋼筋混凝土框架抗震性能進行數值模擬。分別建立未加固框架和防屈曲支撐加固框架的數值分析模型，并將框架的模擬結果與試驗結果進行比較，來驗證建立的框架分析模型的準確性。數值模擬結果表明，模擬結果與試驗結果吻合較好，建立的框架分析模型能夠準確地模擬未加固框架和加固框架的抗震性能。
　?。?）針對現行抗震設計規(guī)范對耗能

5、減震結構的設計規(guī)定可能會明顯提高結構的工程造價，提出一種基于最弱塑性鉸的鋼筋混凝土框架層間變形能力簡化計算方法。首先定義了鋼筋混凝土框架的層間變形極限狀態(tài)；然后基于框架梁柱組合件的破壞型式，確定出層間最弱塑性鉸；最終計算出框架相應的層間變形能力。實例分析和試驗驗證表明，框架的層間塑性變形能力主要取決于層間最弱塑性鉸的塑性轉動能力，提出的簡化計算方法能夠有效預測鋼筋混凝土框架的層間變形能力。
　?。?）揭示防屈曲支撐和節(jié)點板對主體框

6、架構件變形能力的影響規(guī)律，并在此基礎上提出了防屈曲支撐加固框架層間變形能力的簡化計算方法。給出了罕遇地震作用下防屈曲支撐加固框架彈塑性層間變形需求的簡化計算方法?；诜狼握w加固時盡量避免對結構構件逐個進行局部加固的抗震思想，沿用抗震設計規(guī)范建議的二階段設計法，提出了一種防屈曲支撐加固框架的實用設計方法。
　　（5）對河北省圖書館一棟3層的既有鋼筋混凝土框架結構做抗震加固設計，以驗證提出的防屈曲支撐加固框架實用設計方法的有效