屈服强度系数在钢筋混凝土框架结构抗震鉴定中的应用研究

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本文介绍了我国抗震鉴定的发展历程,国内外抗震鉴定方法;分析了屈服强度系数ξy,的计算方法;针对钢筋混凝土框架结构模型振动台试验,从ξy入手,给出了不同破坏状态下综合抗震能力指数β的建议范围,并归纳出可供选择的预期性能目标;从结构体系的角度细分了体系影响系数Ψ1的取值,对现行鉴定标准中模糊与不足之处提出了改进建议。本文主要研究成果如下:1.明确了楼层屈服强度系数在《建筑抗震设计规范》GB50011-2010及《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中的定义与意义,分析我国现行鉴定标准中采用基于屈服强度系数的综合抗震能力评定方法的优点及存在的问题,并分别研究了楼层现有受剪承载力V0和楼层弹性地震剪力Ve的多种计算方法。2.框架结构屈服强度系数与破坏状态对应关系的试验研究。选取汶川地震中某教学楼的一部分作为原型1,另以采用2005版PKPM软件对原型1进行重新设计后的结构为原型2,按1:5的比例分别制作模型1、2,并将其置于同一底板进行振动台对比试验研究。通过计算与试验现象进行对比,得出利用构造影响系数修正后的楼层屈服强度系数ξy(综合抗震能力指数β)来评判不同地震强度下框架结构的破坏状态是可行的,具有很好的规律性,可根据不同的破坏状态将β进行细分,制定合理的综合抗震能力控制指标。3.侧向刚度不规则时体系影响系数取值的研究。模型3-5选取在实际工程中常遇的在底层改变层高的三个算例,按1:10的比例制作试验模型。通过计算与试验结果对比,进一步验证了上一条的结论,并提出刚度沿竖向不规则时的体系影响系数的取值。4.推导出各烈度区不同后续使用年限内的地震地面运动峰值加速度Amax和地震影响系数最大值αmax,并给出不同后续使用年限内的地震动参数调整系数。根据试验现象与数据分析,以β为性能指标,给出钢筋混凝土框架结构不同破坏状态所对应的β的建议范围。根据性能化抗震鉴定的设想,将地震作用下既有钢筋混凝土框架结构可供选择的预期性能目标给予归纳,并给出具体的目标评价量化指标。分别按A、B类钢筋混凝土结构的最低构造要求设计两个框架结构,根据β的建议范围给出两个框架结构在不同后续使用年限内的破坏情况,利用模型2试验破坏后经加固补强得到的模型6,验证其满足的性能目标要求。5.设计8个仅底层层高变化的算例,用Etabs软件中的pushover方法分析其在多遇地震和罕遇地震时的破坏情况,再分别计算其对应的β,得出:框架结构在处于基本完好状态时,侧向刚度不规则对β的影响可忽略不计;但在处于严重破坏状态时,侧向刚度不规则对β的影响不可忽略。给出楼层最小刚度比与调整系数的对应关系。对于框架结构的体系影响系数Ψ1,按上述调整系数与鉴定标准给出的其他情况分别取值后再连乘求得。
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