砌体结构校舍抗震加固性能研究

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2008年5月12日汶川发生了震惊世界的8.0级大地震,造成大量建筑垮塌,在此次地震中,学校建筑破坏相当严重,尤其是砌体结构校舍,破坏和倒塌现象极为严重,很多师生因此丧命,造成了巨大的社会影响。2009年4月正式启动了中小学校舍安全工程,在全国范围内对校舍进行抗震鉴定,对不满足要求的校舍进行加固或改建。汶川地震震害调查资料表明,严格按照规范抗震设计、并保证施工质量的建筑,基本都保持了良好的状态。本文论述了合理的建筑结构布置和抗震构造要求,对保证抗震安全的重要意义,建议在进行砌体结构设计时要重视概念设计。本文通过总结现存砌体结构校舍的结构现状,分析了在汶川地震中教学楼倒塌偏严重的原因,论述了砌体结构校舍存在的主要安全隐患;针对砌体结构校舍存在的安全隐患,总结相应的加固方案,并对各种加固方案的实用性、优缺点进行评述。本文对一栋砌体结构小学教学楼,采用钢筋网片砂浆面层等方法进行加固,并利用PKPM系列软件中的JDJG软件对教学楼加固前后的抗震能力进行鉴定,加固后结构抗震能力有了提升较大,各楼层纵、横向综合抗震能力指数βs≥1.0,能够满足规范要求。对于砂浆强度较低的砌体结构,采用双面钢筋网片砂浆面层加固法加固墙体,能够明显的提高结构的抗震承载力和耗能能力。应用SAP2000对上述工程实例进行Pushover分析,砌体结构墙体用非线性分层壳单元模拟,依据分析所得层间位移角来评估教学楼的抗震性能。分析得出:教学楼经加固之后,强度、刚度以及延性明显提高;对加固后的结构进行分析,得到的层间位移角能够满足“小震不坏”、“大震不倒”的抗震要求;结构在罕遇地震作用下,纵墙门窗洞口角部与底层楼梯间墙体,拉裂破坏较严重,与屋盖相接处横墙和底层横墙拉裂破坏较严重;并得出了非线性分层壳单元较适合模拟砌体结构墙体的非线性行为。
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