防屈曲耗能支撑加固既有建筑的抗震性能研究与分析

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汶川地震以来国家提高了中小学校抗震设防水准,为此全国大部分既有中小学校校舍需抗震加固。防屈曲耗能支撑是一种特殊的中心支撑,是中心支撑和金属屈服型耗能器的结合体,可应用于钢结构、钢筋混凝土结构及钢筋混凝土框架结构的新建和加固中。防屈曲耗能支撑相对普通支撑具有更饱满的滞回曲线,且受拉受压均能屈服,工艺简单可操作性强。应用于抗震加固领域可以大大缩短施工工期,减小加固工作量,节约费用。在地震过程中防屈曲约束支撑在弹性阶段提供抗侧刚度,在弹塑性阶段作为第一道防线首先耗能有效减小结构构件损伤,保护主体结构,使结构整体抗震性能得以提高。本文对云南省玉溪市第一中学星华教学楼加固试点工程的检测、抗震鉴定和加固设计进行分析,并对加固后校舍的抗震性能进行深入的研究,对该试点工程进行弹塑性分析,使结构满足规范要求。研究内容如下:1、讲述了课题研究的背景、来源、目的及意义,对抗震检测、鉴定与加固的现状进行分析和总结,并介绍了防屈曲约束支撑的概况。2、以玉溪一中星华楼为工程背景,对钢筋混凝土框架结构校舍进行结构检测与评价。包括:(1)采用回弹法检测强度,推算出钢筋混凝土强度等级;(2)构件截面尺寸检测;(3)抗震构造措施检测;(4)对检测结果做出评价。3、根据检测数据,对校舍进行两级抗震鉴定。包括:(1)安全性和正常使用性鉴定;用PKPM软件建模,并对抗震承载力进行验算;(2)一级抗震措施鉴定:包括结构体系、结构材料、实际强度、结构构件的纵向钢筋和横向箍筋的配置、构件连接的可靠性、填充墙等与主体结构的拉接构造等内容的鉴定;(3)用PKPM软件对构件进行二级抗震承载力验算,最后得出抗震鉴定结论。4、对校舍进行抗震加固设计。分析卸荷法、增大截面法、外包钢法、碳纤维加固法、增设剪力墙法、消能减震法、隔震加固法等加固方法的特点,确定本工程的加固方案,并对加固后构件进行承载力、位移和变形验算。5、对加固后校舍进行弹塑性分析。阐述结构抗震性能分析方法,对加固后校舍进行抗震性能分析,包括:(1)在罕遇地震情况下,采用静力弹塑性分析方法(Push-over法)对加固后校舍进行弹塑性分析;(2)在罕遇地震情况下,采用动力弹塑性分析法对加固后校舍进行弹塑性分析;(3)分析结构构件实现抗震性能要求的指标。6、对建筑结构加固前后的抗震性能进行对比。包括:(1)校舍加固前后动力特性测试对比;(2)采用PKPM软件对校舍加固前后的模型进行计算分析,对主要控制指标进行对比;(3)采用动力弹塑性分析法对校舍加固前后的抗震性能进行对比。
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