【摘 要】
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砌体结构由于具有取材方便、造价低、耐久性好等优点,故一直是我国使用最为广泛的建筑形式之一。我国现存的大量多层砌体结构住宅修建于上世纪七八十年代,当时对结构抗震要求低,材料强度较低,施工质量参差不齐,使用至今,已经难以满足当前抗震设防目标,因此多数都急需进行抗震加固,且随着人口老龄化的加剧,也有加装电梯等建筑功能提升需求,综合考虑,提出加装剪力墙电梯井结合钢筋混凝土面层加固砌体结构的综合改造措施,并
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砌体结构由于具有取材方便、造价低、耐久性好等优点,故一直是我国使用最为广泛的建筑形式之一。我国现存的大量多层砌体结构住宅修建于上世纪七八十年代,当时对结构抗震要求低,材料强度较低,施工质量参差不齐,使用至今,已经难以满足当前抗震设防目标,因此多数都急需进行抗震加固,且随着人口老龄化的加剧,也有加装电梯等建筑功能提升需求,综合考虑,提出加装剪力墙电梯井结合钢筋混凝土面层加固砌体结构的综合改造措施,并运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,研究该综合改造措施对结构抗震性能的影响。主要研究内容与结论如下:(1)阐述了砌体结构的震害特征、老旧砌体住宅功能提升与加固改造需求,针对现阶段砌体结构加装电梯与抗震加固研究现状,提出本文研究问题、方法与目的。(2)选用适合的损伤模型、材料参数和本构关系等信息,运用有限元软件ABAQUS建立6层砌体结构住宅综合改造前后模型,对两模型进行模态分析获得结构动力特性,将计算所得原砌体结构基本周期与经验公式和PKPM计算结果进行对比后发现基本吻合,验证了有限元模型的合理性;对比综合改造前后结构模态后发现两模型的各阶振型自振特性没有改变,但由于综合改造后结构整体刚度提升,因此与原结构相比低阶振型固有频率提升50%左右,固有周期下降30%左右。(3)将按7度区加速度峰值调幅后的3条地震波输入原结构模型与综合改造后结构模型分别进行小震、中震和大震时程分析,对模型剪力、位移与层间位移角进行对比分析。结果表明,原结构可满足小震不坏、中震可修的设防目标,但大震时处在严重损伤甚至局部倒塌状态,不能满足大震不倒的设防目标,经过综合改造后结构刚度、极限承载力、整体性与抗震能力较原结构均有大幅提升,在7度大震时仅出现轻微损伤;钢筋混凝土面层与剪力墙电梯井分别增加了结构纵向、横向刚度与抗震能力,两者结合提升了结构整体性,且由于纵向、横向提升程度差异,故改善了砌体结构因大面积开洞而导致抗震有明显薄弱向的问题,避免了结构因加固位置偏置引起的扭转问题,最终使结构纵横向抗震能力基本趋于均衡。经过抗震能力分析后发现加装电梯结合面层加固综合改造措施在提升建筑使用功能的同时也极大增强了结构抗震性能,相比分别加装电梯和抗震加固更加经济合理,值得在如今老旧小区改造工程中推广使用。
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