附加腹板的混凝土框架结构抗震加固研究

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由于设防烈度或设防类别的提高以及建造年代和设计标准的不同,大量的既有建筑不能满足现行抗震规范的要求,亟需开展抗震加固。基于此,提出一种附加腹板的框架结构抗震加固方法。以一10层框架结构为研究对象,分析了腹板的布置位置、刚度、配筋量对结构性能的影响规律,并以实际工程为例,对比分析了附加腹板加固前后结构的抗震性能,主要成果如下:(1)竖向荷载下附加腹板所在一榀框架的框架梁、柱内力的有所降低,其他未加腹板的框架变化不大;水平荷载作用下,除与腹板相连框架梁剪力有所增大外,其余框架梁、柱弯矩、剪力均有所降低,同时框架梁柱节点处的弯矩降低,从而可以减小对节点的加固。当腹板布置在梁0.3l和0.7l处,腹板与框架柱线刚度比α介于0.7-1.5,腹板与框架梁线刚度比β介于3.5-7时,内力调节作用较好。(2)附加腹板后结构抗侧刚度提高,层间位移角显著减小。腹板作为抗侧力构件参与耗能,框架梁、柱耗能减少,梁柱节点损伤明显降低。腹板配筋影响结构的屈服机制,当腹板配筋较少时,腹板先屈服耗能;随着腹板配筋增加,与腹板相连的框架梁首先屈服,且沿着楼层向上发展。在腹板框架结构中,腹板-框架梁-框架柱的屈服机制更为合理,定义腹板承载力配筋与设计配筋比值与框架梁承载力配筋与设计配筋比值为腹板配筋系数,配筋系数γ建议取1。(3)以某实际工程为算例,分别对原结构和附加腹板加固结构进行了非线性动力时程分析,结果表明:腹板降低了结构总体侧移和层间位移角。附加腹板后结构构件出铰率小于原结构。与腹板相连的框架梁损伤略有增大,但其他框架梁、框架柱的损伤显著减小。与原结构相比,附加腹板后的框架结构抗震性能提高,说明提出的附加腹板初步设计方法合理可行。
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