既有框架結(jié)構(gòu)基于體系加固下的Pushover結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、國內(nèi)外工程建設(shè)發(fā)展經(jīng)歷了大規(guī)模新建、新建與維修改造并舉、既有建筑的維修改造三個階段。我國現(xiàn)階段工程建設(shè)發(fā)展重心已經(jīng)由大規(guī)模新建轉(zhuǎn)變?yōu)樾陆ㄅc維修并舉的階段，加固改造的地位變得越來越重要。而框架結(jié)構(gòu)可以加大建筑物的空間和靈活性、減輕建筑物的重量、有較好的抗震能力、延性、整體性等，在既有建筑物中得到廣泛的利用。而隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，原有的框架結(jié)構(gòu)為適應(yīng)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高、功能提升的要求，部分結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行加固改造。
　　加固方法按照其出發(fā)點(diǎn)

2、不同有基于構(gòu)件加固和基于體系加固兩種?；跇?gòu)件的加固主要方向是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的承載力和延性，提高結(jié)構(gòu)的承載力并利用構(gòu)件的變形來耗散地震能量，最終保證建筑物“小震不壞、中震可修、大震不倒”。基于構(gòu)件加固應(yīng)用廣泛，但僅著眼于單獨(dú)構(gòu)件是否能夠抵抗地震力，抗震加固后結(jié)構(gòu)整體的抗震性能確考慮不足甚至未經(jīng)考慮，常常是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。這樣新加固后的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生另外的抗震薄弱部位的可能性大大增加。所以當(dāng)遭遇地震作用時，不從整體出發(fā)去改變結(jié)構(gòu)的周期可

3、能會加強(qiáng)震害作用，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更嚴(yán)重的破壞;另外，雖加固的構(gòu)件不出現(xiàn)破壞，但未加固的構(gòu)件極有可能變?yōu)楸∪醐h(huán)節(jié)，破壞后連帶導(dǎo)致與其相聯(lián)系的構(gòu)件出現(xiàn)一系列的破壞，甚至導(dǎo)致房屋的倒塌。所以當(dāng)前基于構(gòu)件加固的研究迫在眉睫。
　　本文以工程實例作為研究對象，該工程因增層改造其抗震等級由三級提高到二級。首先采用基于構(gòu)件的加固方法、基于結(jié)構(gòu)體系的加固方法（增設(shè)剪力墻、鋼支撐加固）三種方案，對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，由于本工程涉及抗震等級調(diào)

4、整，基于構(gòu)件的加固方法加固量大、施工周期長、費(fèi)用高、部分樓層實施難度大，并且某些構(gòu)造要求難以達(dá)到提高后的抗震等級要求。而采用基于體系的加固方法由于變框架結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)或框架-支撐結(jié)構(gòu)，對框架的抗震等級不提高即可滿足改造后的抗震要求，最終確定采用基于體系的加固方法。本文利用Midas gen有限元軟件對基于體系加固的兩種方案進(jìn)行有限元分析，采用能力譜法通過Pushover分析得出結(jié)構(gòu)在四種側(cè)向力工況下兩種加固結(jié)構(gòu)周期、性能點(diǎn)、層間位移角等

5、指標(biāo)，并與基于性能的抗震綜合指標(biāo)進(jìn)行比對，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震承載能力進(jìn)行評估。與此同時通過得到塑性鉸的分布情況、數(shù)量、位置、級別對不同加固方式薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行判斷。通過上述分析判斷，得到如下結(jié)果:
　　1、基于構(gòu)件加固在抗震等級、功能改造等調(diào)整時，其加固量大、施工周期長、費(fèi)用高、整體抗側(cè)能力提高效果差。所以對于結(jié)構(gòu)使用功能發(fā)生變化、上部結(jié)構(gòu)增層改造、抗震等級提高等造成大面積構(gòu)件不滿足要求，并且抗震構(gòu)造措施發(fā)生改變不滿足要求時，優(yōu)先選用基于體

6、系加固改造。
　　2、采用的這兩種基于體系的加固方法，改變了結(jié)構(gòu)體系，能夠很好的提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，并且有助于優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高安全儲備。
　　3、增設(shè)鋼支撐在提高側(cè)向剛度方面要優(yōu)于增設(shè)剪力墻結(jié)構(gòu)，但其會相應(yīng)降低結(jié)構(gòu)延性。
　　4、Pushover分析側(cè)向力加載模式對于受高階振型影響不大的結(jié)構(gòu)，模態(tài)加載相比加速度加載模式，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的層間位移要更大。
　　5、對于增設(shè)剪力墻加固來說，短肢剪力墻、抗側(cè)剛度較低的方向、結(jié)