基于软钢阻尼器加固大跨度结构的减震性能研究

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近年来随着国家基础建设的迅猛发展,越来越多的新型结构体系如:体育场馆、影剧院、会展中心等体形复杂的大跨度空间建筑随之发展起来。地震是人类目前面临的最为严重的自然灾害之一,结构往往遭受远大于该地区设防烈度的地震影响,大量建筑物由于地震受损而需要采取加固措施;另一方面,有的地区由于大地震发生后,设防烈度进行调整,通常是设防烈度提高,因此按原规范修建的建筑物将不再满足新的抗震设防要求而需要进行抗震加固。如2008年“5.12汶川”大地震后,涉及到四川、陕西、甘肃等省的部分地区进行了设防烈度调整,这些地区的大量建筑物,尤其是公共建筑物需要进行抗震加固。针对这类建筑,采用传统的加固方式对整体结构进行加固,不仅耗费大量的人力、物力,在施工过程中影响正常使用,且加固效果也不是十分理想,而采用消能减震系统从整体角度进行分析,局部进行加固的方法对于这类情况十分适合。   本文以“5.12汶川”地震时正在修建的某体育馆为背景-由于地震后该地区的设防烈度提高需要进行抗震加固,利用有限元模型对其采用软钢阻尼器加固进行方案优化及加固效果评价,为加固设计提供指导。本研究主要内容包括:⑴介绍软钢阻尼器及混凝土结构的力学模型,总结了现有的耗能减震分析方法,结合已有资料选择适合本文的力学模型及分析方法;⑵总结了阻尼器加固设计的基本流程,对比分析了现有的几种阻尼器优化布置方法的优缺点,并以8层钢筋混凝土框架为算例,比较了各种阻尼器布置方法中结构在EL_entro波作用下的减震效果;⑶以某实际大跨度体育馆为工程背景,考虑设防烈度提高前后两种情况下,对不同的阻尼器布置方式下结构进行动力弹塑性分析,得出各方案下阻尼器减震效果及最佳布置形式,总结阻尼器加固大跨度结构的特点与可行性;⑷采用静力弹塑性法对加固前后结构进行推覆分析,研究采用软钢阻尼器加固后结构的抗倒塌能力。
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