养老建筑地震安全性及可恢复性评价方法初探

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yesw04
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随着我国地震工程学的发展以及经济实力的提升,近几十年来,对于结构主体抗震性能的研究不断成熟和发展,主体结构的抗震能力大大提高。但是,对于非结构构件的抗震研究及抗震设计正处于发展阶段,地震灾害所带来的经济损失仍然高居不下。因此,在面对地震灾害的威胁时,急需得出综合的建筑的地震安全性指标及其能够恢复使用功能的时间以及恢复进程。养老建筑是我国规范规定的重点设防类建筑,其结构体系以框架结构居多,房间多以小开间的单人或双人宿舍为主,并包含生活配套的医疗保健、休闲娱乐、管理服务等多种房间和设施。其使用群体主要为行动不便的老年人,当地震来临时,养老建筑的破坏对于老年人生命安全的威胁是极大的,因此,能够使建筑功能尽快恢复,并且使老年人的生命安全以及正常生活得到保障是有重大意义的。为充分研究养老建筑的地震安全性以及可恢复性,本文将建筑的各类维持功能运行的非结构构件按照其受力性能分为位移敏感型、加速度敏感型及混合敏感型,针对位移敏感型填充墙进行了震害分析和国内外试验结果分析,得出了砌体填充墙的抗震性能指标,并采用有限元软件综合分析了填充墙与结构体系在地震作用下的共同反应;针对加速度敏感型设备和构件,利用楼面反应谱的方法分析其楼层的加速度放大作用,并作出加速度放大系数谱。论文主要完成了以下工作:1、分析了非结构构的受力特点,并分为位移敏感、加速度敏感及混合敏感类。总结了三类在建筑使用功能中较为重要的非结构构件填充墙、供电系统、供水系统的破坏特点以及受力特点。2、本文选择了具有代表性的位移敏感类构件填充墙,分析总结了国内大量砌体填充墙以及填充墙RC框架结构抗震性能试验结果,初步得出了其在地震反应下的地震安全性能指标,并基于SAP2000利用等效弹簧斜撑模型建立了老年公寓工程实例其中一榀框架填充墙模型,利用pushover方法分析其在推覆过程中各状态下的位移角指标,与试验数据进行对比并总结得出了其基于性能的破坏等级以及位移角指标。最后利用振型分解反应谱法对整个工程实例进行多遇地震下弹性阶段的分析,初步验证了所建立起来的评价指标。3、针对加速度敏感型设备和构件,本文使用时程分析法求解不同楼层的加速度时程,并针对顶层求解其加速度反应谱,分析其楼层的加速度放大作用,并作出加速度放大系数谱,并以风冷热泵机组的地脚锚栓验算来得到其地震安全性。4、以填充墙为例建立其刚度退化曲线,并依据其刚度退化,分别以单片墙体、楼层、整个建筑为单位提出可恢复度指标公式,同时提出了加速度敏感型设备的楼层以及整体可恢复度;提出了重要性系数、恢复顺序系数、恢复难度系数等权重指标对整体建筑的可恢复度进行拟合,建立了养老设施建筑可恢复性的评价方法。
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