消能支撐在超限底框砌體結構抗震加固中的應用研究.pdf

1、底框砌體結構是我國在經(jīng)濟高速發(fā)展而設計水平并未整體提高的歷史背景下所形成的社會產(chǎn)物，它因具有底層大空間和能夠大幅降低建設成本等優(yōu)勢而被廣泛采用。針對底框砌體結構抗震性能存在的“先天不足”，我國現(xiàn)行規(guī)范對該類結構在房屋層數(shù)、高度、結構布置等方面提出了嚴格限制。但九十年代以來，我國城鎮(zhèn)化進程不斷加快，大量農(nóng)村人口涌入城鎮(zhèn)，臨街建筑對底層商鋪和上部住宅的需求越來越大，涌現(xiàn)出大量底部框架層數(shù)、上部砌體層數(shù)或建筑總高度超過規(guī)范要求的底商砌體房屋。

2、這類房屋底部框架層超限或上部砌體層超限使結構“下柔上剛”的特點更加明顯，加劇了結構抗震的復雜性，也存在很大的安全隱患。因此，對高烈度區(qū)的超限底框砌體結構進行大震彈塑性時程分析以掌握其抗震性能并提出具有針對性的抗震加固方案是十分必要的。目前，房屋抗震加固常用的方法除增大承重構件截面、粘鋼、增設抗震墻或鋼支撐等硬扛式加固外，采用減震、隔震等耗能技術進行抗震加固己成為一種新的抗震思路。查閱相關資料了解到，國內(nèi)各科研單位對隔震、減震技術的研究多

3、側重于隔震支座和阻尼器的開發(fā)及其力學特性、計算模型、動力分析方法等方面，而對消能減震裝置在某些特殊工程（如超限底框）中的應用和產(chǎn)品參數(shù)設置的研究則相對較少。本課題在研讀國內(nèi)外大量文獻資料的基礎上，以川東地區(qū)某超限底框砌體結構為研究對象，主要做了以下幾個方面的工作:
　　1、通過實地調(diào)查，掌握了本研究對象的實際構造。采用脈動法對該結構動力特性進行測試，獲得了自振頻率、振型及阻尼比；并通過測試所得的動力特性參數(shù)修正或驗證理論模型，運用

4、有限元分析手段，探尋該類結構的設計特點。模態(tài)分析以及彈塑性時程分析表明：所研究對象抗側剛度突變明顯，房屋側向變形集中發(fā)生于剛度相對薄弱的框架層，但由于原結構采用了部分抗震墻以及過渡層采用厚板轉(zhuǎn)換等抗震措施，縱向最大側移位置發(fā)生在底框第二層，橫向最大側移發(fā)生在過渡層。由于剪力墻大多沿橫向布置，導致底框部分橫向?qū)娱g位移并沒有縱向明顯，主要薄弱層為縱向第二層。房屋在地震下的整體變形與砌體和框架結構一致，變形呈明顯的剪切型。
　　2、對增

5、設阻尼器加固超限底框砌體結構的分析方法、原理以及阻尼器的選擇和布置形式做了分析研究。研究結果表明：根據(jù)結構動力特性和薄弱層位置選擇適當?shù)淖枘崞黝愋秃筒贾梅绞?，可獲得良好的減震效果。
　　3、基于SAP2000軟件對耗能減震體系在地震激勵下的反應做了彈塑性計算，通過頂點加速度反應、各樓層的水平位移、層間位移角、底框部位最大樓層剪力和基底剪力等指標，與未設消能支撐的原結構進行對比分析，結果表明：在框架層增設耗能減震支撐可大幅減少結構的