農村住宅抗震性能試驗及綜合改造研究.pdf

1、本文以北京地區(qū)農村住宅為主要研究對象，通過對北京地區(qū)農村住宅結構類型和抗震性能調研，進行了典型住宅的結構分類、抗震性能分析、抗震加固措施及其優(yōu)化研究;同時進行了典型農村住宅的原型和加固模型的振動臺試驗、構件的低周反復荷載試驗、模型的材料試驗以及數(shù)值模擬分析，對比分析了結構原型和加固模型在試驗過程中的損傷和裂縫的發(fā)展、結構的動力特性（頻率和阻尼特性、動力放大特性）、滯回曲線、剛度退化特性等，驗證分析了抗震加固及節(jié)能綜合改造措施的有效性和可

2、行性，加固后模型達到了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標。本課題主要的研究內容如下:
　　(1)在大量現(xiàn)場調研工作的基礎上，歸納了北京地區(qū)既有典型單層農宅的結構布局特征，指出了其抗震性能方面存在的問題，提出了北京地區(qū)既有單層農宅抗震性能研究方案，建議了抗震加固的目標與抗震加固措施。
　　(2)根據(jù)既有農宅抗震加固性能研究方案，按照不同加固措施、不同材料特性組合，完成了3片墻體的低周反復荷載擬靜力試驗。分析了墻體在

3、試驗過程中開裂發(fā)展和破壞情況，總結了墻體破壞的主要特征。同時對不同試件的歸一化骨架曲線、實測位移、滯回曲線、剛度退化、耗能性能等進行對比分析，總結了不同加固墻體的抗震性能和承載能力。并通過數(shù)值模擬分析，驗證了實驗結果的可靠性。
　　(3)根據(jù)農宅典型性分析結果，選取了北京地區(qū)典型三開間單層農村磚木結構住宅作為振動臺試驗對象，完成了1個未加固模型與2個不同抗震加固模型的模擬地震振動臺試驗，分別采用了8度小震(0.072g)、8度中震

4、(0.2g)和8度大震(0.4g)的水平地震動輸入，并對振動臺試驗結果進行分析，通過分析不同加載等級下的地震反應、結構頻率和阻尼比、結構損傷和裂縫發(fā)展，總結了未加固農宅和采用不同措施抗震加固后農宅的抗震性能，檢驗了北京既有單層農宅的抗震能力以及驗證了抗震加固措施的有效性。
　　(4)利用SAP2000軟件，對振動臺試驗整體模型進行了模態(tài)分析，得出了試驗模型的振動頻率和振型，并對不同配重施加方式的誤差和影響進行了分析。
　　(

5、5)研究提出了農宅縱墻抗側剛度的簡化計算方法，解決了實際工程加固設計時，定量計算前后縱墻的抗側剛度的問題，對于確定農宅抗震加固措施、盡可能減小前后縱墻的抗側剛度差，有重要實用意義?；貧w提出了加固前后磚砌體極限承載力理論計算公式。
　　(6)開展了試點工程建設，根據(jù)試驗模型和典型農宅結構類型，分別選取了2個試點工程，針對試點工程的結構特點分別設計了抗震加固和節(jié)能綜合改造方案，并組織施工。通過與傳統(tǒng)加固方法的對比，證明本文提出的加固方

6、法具有加固針對性強、施工便利、經濟節(jié)約等優(yōu)點，同時試點工程的建設為后期農宅抗震加固和節(jié)能改造工作的全面鋪開，起到了示范作用。
　　本文提出了兩種前檐加固措施:增設鋼門窗框的抗震加固措施和增設鋼筋混凝土門框的加固措施。提出了鋼板圈梁整體加固農宅的措施。這些加固措施均是不同于傳統(tǒng)加固方法的創(chuàng)新性研究成果，并已經都取得了專利。
　　成果對北京地區(qū)乃至全國農村住宅的抗震節(jié)能綜合改造都有重要技術支撐作用，已發(fā)布的《北京市農村住宅建筑（