高烈度区钢筋混凝土框架结构抗震加固方案评选方法研究

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我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一,不少城镇处于高地震烈度区,发生过较为强烈的破坏性地震。建国初期建成的房屋,大都没有抗震措施,其抗震能力严重不足,必须进行可靠性鉴定和抗震加固才能继续使用。历次震害表明,对不满足抗震要求的建筑结构进行抗震加固,可以明显减轻地震损害程度。如何根据高烈度区框架结构加固设计的特点,提出科学合理的加固方案,从多个方案中评选出性价比最高的抗震加固方案,具有重要的现实意义和经济意义。本文利用价值理论,建立了高烈度区框架结构加固方案的评选方法,以天水市(高烈度区)某综合楼加固工程为背景,依据检测鉴定结论,制定了三个针对性的综合加固方案,利用PKPM软件建立了加固后结构的有限元模型,对比加固前后结构主要设计参数的变化,分析加固后结构是否满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)要求,利用所建立的方法对加固工程的三个加固方案进行了评选,给出了最优加固方案,得出如下主要结论:(1)对于高烈度区框架结构抗震加固设计,使用单纯的某一种加固方法很难满足现行规范抗震要求;(2)“增大截面-增设剪力墙”、“增大截面-外包钢板”和“外包钢板-增大截面-增设钢支撑”三个综合加固方案都可明显改变结构自振周期,能显著提高原框架结构的承载力和抗震性能,适用于高烈度区实际抗震能力与现行规范要求相差较大的既有框架结构抗震加固;(3)对高烈度区框架结构增设剪力墙加固时,剪力墙设置位置和数量对加固后结构的抗震性能影响很大,故在设计时需要对比多种方案,在满足抗震性能的前提下尽量减少剪力墙数量;(4)利用本文所建立的方法,对高烈度区框架结构加固方案评选时,加固方案的成本不是片面的加固费用,而是指加固工程项目的全寿命周期总成本。利用此法评选出的最优加固方案,既不是全寿命周期总成本最低的方案,也不是某方面性能最好的方案,而是性价比最高的加固方案。
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