复杂连体教堂改造的粘滞阻尼器减震加固研究

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建筑结构老化和侵蚀或者抗震设防烈度提高等因素导致抗震性能降低,使得结构不能继续满足抗震设计要求,需要对这些结构进行抗震加固。在耗能减震加固方法中,粘滞阻尼器的减震加固,对结构使用功能影响较小,且构造简单和施工方便,目前已在一些简单结构工程中得到运用,但是在复杂结构中,则应用较少,减震加固机理尚不明确。因此,本文以复杂连体教堂结构为例,开展了粘滞阻尼器减震加固技术的应用研究。得到的研究成果,以期能为粘滞阻尼器减震在复杂结构中的加固应用,提供一定技术参考。本文的主要工作及取得的研究成果如下:(1)总结现有工程结构的鉴定方法,选用更为科学的实用鉴定法,针对复杂连体教堂结构,开展了相关性能的鉴定研究。通过对结构的使用功能调查、地基基础检查、上部结构工作状态检查,以及主要结构构件(框架柱、梁)的耐久性和材料性能检测后,进行安全性和抗震性能的鉴定分析发现,原结构安全性满足要求,但抗震性能存在不足,需对其开展抗震加固改造。(2)对比非耗能减震和耗能减震加固方法,从安全性承载力、耐久性、施工周期、抗震性能和经济性的角度出发,说明了后者用于复杂连体教堂抗震加固的科学性。比选分析不同耗能减震加固方法的结构构造和力学模型发现,复杂连体教堂宜采用双杆式粘滞阻尼器的耗能减震加固方法。借助YJK软件,建立了复杂连体教堂的结构受力性能分析模型。通过结构模态分析,研究了复杂连体教堂结构的动力特性。而后,对结构模型进行多遇地震下的弹性时程分析,探讨了粘滞阻尼器装置的合理速度指数。(3)粘滞阻尼器装置中的参数合理设置后,对复杂连体教堂混凝土框架结构进行减震加固效果评估。在多遇地震作用下,釆用弹性时程分析,对结构开展有、无阻尼装置的对比分析。结果发现,粘滞阻尼器可以很好地控制结构的层间位移角和底部剪力。结构各层的剪力得到降低,剪力分布也较为均匀。在罕遇地震作用下,则釆用非线性时程分析,对结构开展有、无阻尼装置的对比分析。其结果表明,采用粘滞阻尼器进行减震加固后,结构的弹塑性层间位移角和顶层位移响应明显降低,结构的滞回曲线饱满,抗震性能显著。上述加固效果的评估结果表明,本文抗震加固方法是有效性的。
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